KZ80マイコン偽MSX1へ〜ビデオボード(1)

わたしのマイコンボード。昨年末は憧れの8bitOS CP/M-80が動いてコンパイラだとかスクリーンエディタだとかが動いたので、いっぱしのマイコンというかコンピューターっぽくなってきたのであります。ただ、画面はシリアル接続のターミナル経由なんで、1960年代っぽいって感じでした。

Z80 CPU搭載機といえば1970年代後半〜80年代に「マイコン」から「パソコン」に進化したわけで、当時と同等のCPUを搭載しているよなぁと思い、ちょっとパソコンにできちゃわないか?という野望が出てきたのであります。

マイコンにVRAMを装備してみたい
TMS9918Aボード
若松通商通販でTMS9918Aが取り扱い

マイコンにVRAMを装備してみたい

ということで….今年の年初の目標は、「自分のマイコンにVRAMを装備してみたい」ということでした。
高校時代に読んだモトローラ6800CPUを使ったマイコン自作の書籍「マイコンの作り方使い方」でも家庭用テレビをディスプレーにするためのビデオRAM回路の接続が紹介されてました。(マイコン作製には至りませんでしたが)

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やはり、ここはVRAMとかキーボードとか装備してスタンドアロン・パソコン風なところまで行ってみたい。

1980年代のビデオコントローラーというと、PC-8001に使われていたμPD3301とか、PC-6001に使われていたモトローラのMC6847(互換)、PC-9801に使われていたμPD7220(GDC)がありまして、いろいろと作例もネットで公開されています。
μPD3301はDMAでメインRAMから転送していたりするのでなかなか構成が難しそう。μPD7220もDRAMでの大容量装備例が過去のトランジスタ技術誌に出てましてZ80での実装例もありますが規模は大きそう。
GDCの記事は、国立国会図書館で複写を頼んだりして回路を眺めたりしてました。たしかトラ技の当該号は持ってたんだけどなぁ。

TMS9918Aボード

いろいろなビデオコントローラーの情報を集めていたところ、githubでTMS9918AというMSX1パソコンで搭載されていたビデオLSIをRC2014マイコン用に作った方のページを見つけました。

This is a TMS9918A-based video card for the RC2014. It allows the RC2014 to produce NTSC composite graphics using a classic chip of the 1980s. The TMS9918A was used in the TI-99/4A, MSX, ColecoVision, and Sega SG-1000. Enhanced derivatives were used in later MSX computers, the Sega Master System, and the Sega Genesis.
https://github.com/jblang/TMS9918A
TMS9918A Video Card for RC2014

RC2014はZ80を使った自家製コンピュータープロジェクトみたいです。
こちらのTMS9918Aを使ったビデオボードでZ80 ASM、C言語などのサンプルプログラムも多数掲載されていて、俄然興味がわきました。

こちらのボードも2010年に公開された以下の回路図を参考にRC2014マイコンへ搭載できるボードとして設計された模様です。

The TMS99x8 Video Processing Unit is intended to directly interface with a bank of 4116 type DRAM
(16K x 1 bit). The drawback is that ‘package density’ is quite poor by modern standards; eight DIP16
packages to implement 16KB of memory. Furthermore, the 4116 DRAM requires a negative voltage bias
rail, which is typically no longer present in modern-day designs (and if so, not intended for logic use).
https://retrobrewcomputers.org/n8vem-pbwiki-archive/0/35845334/48860720/33053543/SRAM%20Replacement%20for%20TMS99x8%20VRAM.pdf
SRAM Replacement for TMS99x8 VRAM

こちらの回路を参考に、KZ80マイコンのSBC8080バスに乗せればビデオボードを私のマイコンの一員にできそうです。RAMもデータシートのDRAMからSRAMへ変更されていますし、ビデオLSI以外は手持ちの部品でほぼいけそうです。