Intel 4004 (その14) メモリ64KB化とプリント基板作成

8080エミュレータで言語処理系等まで走るようになると、4KBというメモリでは少し窮屈なので増やしてみることにしました。4KBのときは4289からのアドレス8bitに4002からのバンクアドレス4bitで12bitでしたが、バンクアドレスを8bitににして、256byte×256バンクの64KBにします。実際には256byteのうち2byteをメモリ読み込みルーチンに使われてしまうので、使える領域は254byte×256バンクで63.5KBです。
64K×4bit=256Kbitのメモリを使いたかったのですが、探しても売っているところを見つけられませんでした。ヤフオクで256K×4bit=1MbitのHM624256が2個560円で売られていたのでそれを使うことにしましたが、今考えると同じ1Mでも128Kx8bitのHM628128の方が格段に入手性が良いのでそちらにすれば良かったと思っています。DIP以外のパッケージで良ければ今でも秋月で同等品が入手できるようなので。
ブレッドボードで改造するのは面倒だったのと、そろそろ基板を作りたいと思っていたところなので基板を作ることにしました。10cm×10cmを超えると急激に高くなると思っていたのですが、JLCPCBだとかなり安く作れるというのもブレッドボードでの確認を省略する動機になりました。

基板の大きさは秋月のユニバーサル基板に合わせるといいかと思ったのですが、A基板(155mm×114mm)でもちょっと小さく、その倍だと大きすぎるので、mmでもインチでもキリがいい190.5mm×127.0mmにしました。
とりあえずこの大きさに載るかどうか確認するために適当に並べたのがこちら。

載ることは載りましたが配線がスパゲッティになりました。4002のポートから出ているLEDを一箇所にまとめるために結構配線が増えたのが主な原因。
配線を綺麗にすることを念頭において引き直したのがこちら。

あまり違いが無いようにも見えますが、だいぶ良くなったと思います。
実は、初版(rev2.0)を発注した後にいくつか間違いを見つけてしまい、しかも送料をケチってしまったせいでなかなか届かず、我慢できなくなって初版が到着する前に修正版(rev.2.1)を発注するということをしてしまいました。
で、昨日到着したrev.2.1がこちら。(rev.2.0は4日前に届いたのですがお蔵入りです。)

部品を載せたのが冒頭の写真です。ホワイトセラミックのC4289は先日入手したものです。運良く入手できましたが、4289は4004より入手困難になっているような気がします。
電源を入れてみたところ無事動作しました。新規設計部分の64KBのRAMもメモリテストプログラムで正常動作が確認できました。


ブレッドボード版と並べたのがこちら。半分ぐらいの面積になりました。


回路図やガーバーファイル一式をGitHubに置きました。製作に必要な情報は全て置いてあるので、部品さえあれば同じものが作れます。

GitHub - ryomuk/emu8080on4004: Intel 8080 Emulator on 4004 Evaluation Board

あと、先日Twitterで教えてもらって驚いたのですが、HACKADAYの記事になったようです。

The 4004 Upgrade You’ve Been Waiting For

HACKADAY.IOのアカウントを作ったので、そちらにも書いてみようかと思っています。