| Z80 Checkkartenrechner auf Basis des Einchiprechners Z84C1510FEC |
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Letztmalig dran rumgefummelt: 26.08.21 19:28:54 |
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Implementiert in ein 40-poliges DIL-Gehäuse präsentiert sich die Z80-DMA mit einem 8 Bit breitem Daten-BUS als Direct-Memory-Acces-Controller mit 3 leitungsfähigen Interruptmodi und einem linear adressierbarem Speichervolumen von 64 KByte (das entspricht 65536 Adressen). Die DMA-Einheit verfügt über nur eine 5 Volt-Versorgungsspannung sowie über einen Einphasentakt. Alle Ausgänge sind TTL-kompatibel und können eine Standardlast treiben. | |||||||
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1. Blockschaltbild und technische Daten |
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Warum fiel die Wahl für die Unterrichtsarbeit ausgerechnet auf den Z80 bzw. sein System? Dieser Prozessor sowie sein System vereinigt eine Reihe positiver Merkmale für den Rechentechnik-Einsteiger:
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| Blockschaltbild und technische Daten |
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Chipkartenformat für einen kompletten Rechner ist 2021 nichts Neues - ARDUINO und Raspberry Pie machen es vor. Aber einen seit März 1976 gefertigten Prozessor mit 8 Bit Datenbreite als Basis zu verwenden, ist schon ungewöhnlich und es muss Gründe geben, warum das Ding als Basisrechner für die Industrie bis heute hergestellt wird. Rechenleistung kann es nicht sein - alle Folgeprozessoren waren schneller und effizienter. Auf diesen Prozessoren lief das letzte nachweislich fehlerfreie Betriebssystem CPM - und überall, wo nicht maximale Geschwindigkeit - dafür jedoch Zuverlässigkeit gefordert sind (Raumfahrt, Kraftwerke), ist auch heute noch CPM präsent. | ||||||||||
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Hardware
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ROM/RAM-Bereich
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Taktfrequenz: Quarz 9,8304MHZ | ||||||||||
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| 2.Adressierungskonzept |
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Der Einsatz des preiswerten 28C64 als EEPROM und damit ab Adresse 0000H beginnend schöpft den möglichen 32 KByte großen ROM-Bereich nicht aus. Er lässt eine Lücke von 24 KByte im Bereich von 4000H - 7FFFH. Diesen Adressbereich kann ich dann nicht verwenden - das stellt aber kein wirkliches Problem dar. Es steht nicht in Aussaicht | ||||||
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| 3. Hardware-Entwicklung |
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Hardwaremäßig ist die Sache ja bereits relativ einfach, da kaum Inputs auf die Basis erforderlich sind und alle Outputs frei verfügbar sind. Die verfügbaren Ausgänge für den Anfänger sind klar definiert durch die verfügbaren I/O-Devices. Die CPU selbst ist faktisch abgeriegelt und der Zugriff softwareseitig erfolgt ausschließlich über den ROM. | ||||||||||||
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... in der Basis-Beschaltung sind eigentlich nur die Start-Routine (RESET) sowie die Auswirkungen der NMI-Taste von Bedeutung. Beide sind als vollständige sowie systemrelevante Prozeduren nur ohne Inhalt geschrieben |
| 4. Softwareentwicklung |
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Die gesamte Software-Entwicklung kann über Werkzeuge erfolgen, welche schlussendlich ein HEX-Dump des Z80-Codes generieren können. . Man kann aber auch die Befehlslisten nutzen und alles direkt aufschreiben. Ich benötige in jedem Falle "Hardware-Kenntnisse" zur Programmierung - meist sind dies aber konstante Listen und/oder konstante Adressen. | ||||||||
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| 5. Peripherie-Elektronik, Schaltpläne und Startprogramme |
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Wie bei allen Controller-Projekten ist ein funktionierendes Gesamtsystem immer die Einheit von Hard- und Software. Es müssen also immer beide Teile fertig gestellt werden und sind immer voneinander abhängig. Neben dem Controller werden noch einige Standard-Bauelemente benötigt - die meisten gut beschaffbar und relativ preiswert. Wer hier ins Detail geht, entdeckt recht schnell, dass er es mit einer "Zweiklassen-Gesellschaft" zu tun hat (vor 40 Jahren waren das noch mehr). Auf der einen Seite die Standard Low-Power-Shottky-Technologie - auf der anderen die stromsparende CMOS-Technologie | ||||||||||||||||||||||||||||||
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| 6. Verwandte Themen |
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Hier trifft sich einiges an Basiswissen der Informatik. Nichts geht ohne Hardware-Kenntnisse (wenigstens in problemorientierten sowie projektbezogenen Ansätzen). Auch Kenntnisse der Programmierung der Peripherie-Bausteine sind Voraussetzung dafür, dass man dieses kleine System überhaupt nutzen kann. | ||||||||||||||||||||||||||||||
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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha | © Frank Rost am 9. Mai 2021 um 11.36 Uhr |
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... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist |
Schaltplan des ChipkartenRechners
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Friedrich
Salzers
16 ˟ 4-Bit RAM