使用GAL22V10為Z80專案進行程式設計

目錄

1. 奇怪硬體的收集目的
2. 了解 486 和 DOS
3. 建造一部復古電腦
   • 使用 CID CPU 來控制記憶體晶片
   • 硬體邏輯與 TTL 元件的實現
   • 使用可程式邏輯裝置（CPLD）來簡化設計
4. 邏輯功能的實作
   • 開啟功能文件
   • 編輯功能文件以實現 ROM 和 RAM 晶片的啟用
   • 解決 CIT CPU 的刷新衝突問題
   • 儲存並編譯設計文件
5. 從 Pal 轉換為 GAL
   • 使用 Pal2Gal 轉換程式
   • 參數設定與轉換過程
6. 開始程式設計
   • 初始化並選擇裝置
   • 載入 CHD 檔案
   • 程式燒錄與驗證
7. 總結

🖥️ 建造一部復古電腦：使用 CID CPU 控制記憶體晶片和邏輯設計

在現代的電子產品充斥着市場的同時，有些人卻熱衷於收集和建造奇怪的硬體，例如運行 DOS 的 486 電腦。那麼，在 2019 年，人們究竟能用這些奇怪的硬體做些什麼呢？

答案是建造一部復古電腦！這個過程中，我們需要利用 CID CPU 來控制記憶體晶片。在為了實現啟用 RAM 和 ROM 時，我們需要一些「黏合邏輯」以及 XOR 等電路的情況下，我們能夠選擇使用 TTL（晶體管—晶體管邏輯）元件進行實現，但這種方式實現起來相對複雜且困難。

另一種可能是使用可程式邏輯裝置（CPLD）來實現，這些裝置是 FPGA（現場可編程門陣列）和 GAL（通用陣列邏輯器）的養子。CPLD 支援 5 伏特的輸入，與 TTL 和 CMOS 兼容，您可以使用這些元件來驅動保存在舊有黏菜邏輯電路中的設計，同時還可以通過編程方式實現各種邏輯功能，因此更為多樣化和靈活。

為了編程這些 CPLD，您需要像「Skull Blaster」這樣的編程硬體。這是一個連接數據線的程式器，使用標準的並行埠數據線連接。然而，由於進行 CPLD 編程的時序要求非常嚴格，需要支援實時操作系統或微控制器。虽然有一些實時操作系統可用於微控制器，但在像 Linux 這樣的 PC 上得實現微秒級的精度比較困難。因此，在這種情況下，您可以選擇使用古老但可靠的 DOS 作業系統。

現在，讓我們動手開始建造並設計我們的復古電腦吧！

了解 486 和 DOS

在我們開始設計之前，有幾個基本概念需要了解。首先，讓我們介紹一下 486 和 DOS。

486 是一款由 Intel 公司於 1989 年推出的處理器。它是 80x86 微處理器系列的一部分，是當時最先進的處理器之一。儘管它在當今的技術標準中已經過時，但在復古電腦愛好者中仍然非常受歡迎。

DOS（Disk Operating System）是一個早期的個人電腦作業系統，它在 1981 年由 Microsoft 公司推出。DOS 主要使用命令行界面（CLI），與現代的圖形用戶界面（GUI）相比，DOS 的操作方式更為基礎和低階。

🖥️ 建造一部復古電腦

讓我們開始建造一部復古電腦！我們將使用 CID CPU 控制記憶體晶片以及使用可程式邏輯裝置（CPLD）進行邏輯實現。

使用 CID CPU 控制記憶體晶片

在設計中，我們需控制記憶體晶片，以便在特定條件下啟用 RAM 或 ROM。要實現這一點，我們將使用 CID CPU 來完成。CID CPU 是一款舊有的處理器，但它具有足夠的功能來滿足我們的需求。

硬體邏輯與 TTL 元件的實現

為了在設計中實現啟用 RAM 和 ROM 的邏輯，我們可以選擇使用 TTL 元件進行實現。TTL（晶體管—晶體管邏輯）是一種常見的數位邏輯家族，使用晶體管來實現邏輯電路。然而，使用 TTL 元件來實現邏輯功能相對複雜且需要大量的元件。

使用可程式邏輯裝置（CPLD）進行簡化設計

為了簡化設計並提高靈活性，我們可以選擇使用可程式邏輯裝置（CPLD）。CPLD 是一種可編程的數位邏輯裝置，類似於 FPGA（現場可編程門陣列）。CPLD 支援 TTL 和 CMOS 電平，這意味着我們可以使用它們來驅動舊有的黏合邏輯電路。

通過編程，我們能夠將各種邏輯功能直接寫入 CPLD 中，使其更加靈活和多功能。這樣，我們就可以改變設計中的邏輯功能，而不需要更改硬體連接。這是一種方便且高效的方法。

🧩 邏輯功能的實作

在設計中，實作各種邏輯功能非常重要。讓我們逐步檢查並修改功能文件來實現我們所需的功能。

1. 開啟功能文件：首先，我們需要開啟功能文件，也稱為 PDS 文件。這個文件包含了我們的設計所需的各種邏輯功能。

2. 編輯功能文件以實現 ROM 和 RAM 晶片的啟用：在功能文件中，我們需要編輯一些參數以實現我們所需的邏輯。在這種情況下，我們需要修改 ROM 和 RAM 晶片的啟用方式。

3. 解決 CIT CPU 的刷新衝突問題：在設計中，我們還需要解決 CIT CPU 的刷新衝突問題。這涉及到對刷新信號進行控制，以確保在刷新時不啟用 RAM 和 ROM 晶片。

4. 儲存並編譯設計文件：在進行任何修改之後，我們需要儲存並編譯設計文件，以確保沒有錯誤並生成檢查文件。這些檢查文件將用於後續的步驟。

從 PAL 轉換為 GAL

在設計中，我們使用了 Pal 語言。然而，我們需要將設計轉換為 Gal 語言，以便在可程式邏輯裝置（CPLD）中使用。

1. 使用 Pal2Gal 轉換程式：為了將設計轉換為 Gal 語言，我們需要使用一個稱為 Pal2Gal 的轉換程式。這個程式可以將 Pal 文件轉換為 Gal 文件，便於後續的步驟。

2. 參數設定與轉換過程：在轉換程式中，我們需要設定一些參數，並開始轉換過程。這個過程可能需要一些時間，因為它需要將設計從一種語言轉換為另一種語言。

🚀 開始程式設計

現在，讓我們正式開始程式設計的過程！在這個過程中，我們將完成以下步驟：

1. 初始化並選擇裝置：首先，我們需要初始化程式設計軟體並選擇我們要使用的 CPLD 裝置。這一步將確保我們能夠正確地與裝置進行溝通。

2. 載入 CHD 檔案：接下來，我們需要載入我們之前轉換的 CHD 檔案。這個檔案包含了我們的設計，並且可以將其燒錄到 CPLD 裝置中。

3. 程式燒錄與驗證：在完成載入檔案之後，我們可以開始進行程式燒錄。這涉及將設計燒錄到 CPLD 裝置中，以使其能夠執行我們的邏輯功能。完成程式燒錄後，我們還需要驗證燒錄是否成功。

恭喜！您已經成功地建造並程式設計了一部屬於自己的復古電腦！

總結

建造一部復古電腦可能是一個耗時且困難的過程，但它給您帶來的滿足感是無與倫比的。透過使用 CID CPU 和可程式邏輯裝置（CPLD），您能夠打造一個具有靈活邏輯功能的復古電腦。

儘管現代的電子產品在技術上更加先進和便利，但復古電腦仍然吸引和吸引著許多電腦愛好者。這種愛好和古老技術的使用將我們帶回過去，使我們更加了解電腦的本質和發展，同時也提醒我們過去的成就。

現在，是時候開始建造您自己的復古電腦了嗎？不要害怕嘗試新的事物，讓您的創造力和技術熱情發揮作用！

😕 常見問題與解答

Q：為什麼要建造一部復古電腦？

A：建造一部復古電腦可以是一個有趣且具有挑戰性的專案。它能夠讓您深入了解電腦的運作原理，並體驗到過去的技術和設計。對於電腦愛好者來說，復古電腦是一種追求獨特和獨創性的方式。

Q：能夠使用一部復古電腦做些什麼？

A：儘管復古電腦在性能上遠遜於現代電腦，但您仍然可以使用它來體驗過去的軟體和遊戲。同時，它也可用於教育和學習目的，幫助人們更好地理解電腦的歷史和技術。

Q：建造一部復古電腦需要多少成本？

A：建造一部復古電腦的成本取決於您所選擇的硬體和零件，以及您自己的技術水平。一般來說，復古電腦的成本可能比購買一部現代電腦更高，因為一些復古元件和零件已經停產。

本文中提到的資源：

• CID CPU（英文）
• 可程式邏輯裝置（英文）
• TTL（英文）
• CPLD（英文）
• DOS（英文）
• Intel 486（英文）

以上為本文的重點摘要，希望能讓您更好地理解建造復古電腦的過程和技術，並激發出您的創造力和好奇心！如果您有任何疑問，請隨時向我們提問。