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１．はじめに
秋月さんのスーパーAKI-80が秋葉原店で￥２８０（Ｚ８０にちなんで￥Ｚ８０と言うことらしい）で大量に販売中でＸ（旧Twitter）のタイムラインで話題になっていてＺ８０色が一段と濃厚になっています。動かすために必要な部品は今では入手困難な物もあり、色々な対応情報がポストされています。
個人的にはキットはあまり購入しないのですが、以前AKI-80ゴールドを購入したことを思い出し発掘しました（秋月さん製のROMライターも持っているのでこれにもAKI80が付いているはず）。
発掘した基板は表面にピンヘッダを半田付けした状態で放置されていましたｗ
そこで超小型Z80マイコン（Z80PicCompact）のようにUSB機能を有した20ピンのPIC（PIC18F14K50）を使って動かしてみようと思います。
２．基本設計
基本的な構想は次の通りです。
- ＳＲＡＭ
基板上には３２ＫＢのＳＲＡＭが実装されていますが、全ＲＡＭの状態で動かしたいので手持ちの１２８ＫＢのＳＲＡＭ（M68AF127B）に乗せ換えます。ICパッケージの縦幅が広くてAKI80のパターンに合わないのでピンを折り曲げてSOJパッケージのように加工します。この手法はたまに見かけますがCPU実験室の管理人さんは猫が足をお腹の下に折り曲げて座る香箱座りにちなんで香箱付けと命名しているようです（うまい命名ですね）。
- ＲＯＭ
ＲＯＭは実装せずにＰＩＣ（PIC18F14K50T-I/S）が代行します。とは言っても今回使用するＰＩＣは非力で内蔵のフラッシュメモリ（８ＫＷｏｒｄ）では容量的に足りないのでリセット直後のブートコードだけＰＩＣに内蔵し、ＰＩＣに接続されているＳＤカードからブートするようにします。
CP/Mを移植するまではhexloaderが起動するようにして任意のプログラムを起動できるようにします。
- シリアル通信
今回使用するＰＩＣにはＵＳＢ機能もあるのでＰＩＣとパソコンをＵＳＢで接続します。Ｚ８０から見るとＰＩＣはＩ／Ｏ装置のように見え、８ビットパラレルでＺ８０と通信します。パソコン～Ｚ８０間は調歩同期シリアルに一度も変換されずに接続されるので高速な通信が可能です。また、電源もＵＳＢから給電します。
- 外部記憶装置
ＰＩＣのＳＰＩインターフェースにＳＤカードを接続します。Ｚ８０からはＩ／Ｏ空間上に８ビットバスで接続されているように見えます。
- 割込み対応
Ｚ８０がＩ／Ｏ空間上のＰＩＣ（今回は0xec～0xefを割り当てた）にアクセスするとハード的にＷＡＩＴ状態になるようにすることでＰＩＣがＺ８０からの要求を取りこぼさないようにしています。
しかし割込み応答時にIORQ/もアクティブになる（同時にＭ１／もアクティブになる）ため（この時のアドレスバスはメモリ上のコードをフェッチする際の値になる）、アドレスバスがたまたまＰＩＣのＩ／Ｏアドレスの値になった場合、ＷＡＩＴしないようにＰＩＣ用のＩ／Ｏアドレスディコードロジック内にＭ１／がhighであるという条件も付け加えました。
上記のことは今回基板を起こしたAki80Adapterを製造依頼した後に追加したのでＩ／ＯアドレスディコードロジックはAKI80側に実装しました。
どこに？・・1ゲートしか使用されていなかった 74VHC00 を利用（使用されていた1ゲートも今回の改造で不要になるので４ゲート使用可能）し、更に 74HC32 も重ねて実装しました。
このようにロジックＩＣを重ねていけばいくらでもロジックを増やせそうにも思えますが、半田付けを例えば IC1-1Pin,IC2-1Pin,IC1-2Pin,IC2-2Pin・・の順にしないと半田付けが困難で直ぐにブリッジしてしまうので表面実装用のロジックＩＣを重ねると作業性が悪くなります。
３．今回の改造内容
今回の改造内容は下記の回路図の通りです。左側の四角内がAKI80で右側が新規に基板を作成したAki80Adapterです。両者はAKI80のＲＯＭソケットで接続され、Aki80Adapter側はソケット対応の連結用丸ピン端子だけでＲＯＭは実装しません。
| 今回実施した改造 |
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３－１）AKI80側の改造
AKI80側の改造内容をAKI80の回路図上に書いたものが下図になります。上述のように中央の74VHC00は未使用になったので取り外し、パターンカット後に74HC32と74HC00を重ねて実装し直しました。
| AKI80側の改造の回路図 |
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同様に手書きではありますが、参考に（なるのか？）パターン図も載せておきます。
| AKI80側の改造のパターン図 |
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上述した香箱処理したメモリの様子が下の写真です。
| 香箱処理したメモリチップ（上から） | 香箱処理したメモリチップ（横から） |
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改造後の状態が下の写真になります。SRAMとROMソケットの間の隙間は殆どないので見た目は良くないですが線材はSRAMの上を這わせました。基板のトップ面とボトム面の結線の線材を通すため、パターンカット兼用のホールをドリルで開けています。
また、今回予定している確認を全て完了したわけではないので未洗浄で結線の固定やカプトンテープでの保護等もまだ行っていません。
| 改造後のAKI80（トップ面） | 改造後のAKI80（ボトム面） |
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３－２）Aki80Adapterの制作
今回制作したAki80Adapterのパターン図（グランドベタ化前）が下図になります。横やりが入ると面倒なのでグランドベタ化後の図は省略します（的確なコメントなら大歓迎）。
| Aki80Adapterのパターン図 |
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３Ｄイメージが下図になります。
| Aki80Adapterの３Ｄイメージ |
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出来上がったプリント基板が下の写真です。
| Aki80Adapterのプリント基板 |
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部品実装後（洗浄前）が下の写真になります。
| Aki80Adapter（トップ面） | Aki80Adapter（ボトム面） |
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４．動作確認
下の写真は動作確認中の様子です。ピンヘッダ用の穴に釣り糸を通してロジアナからのプローブ線を固定しています。
| 動作確認の様子 |
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動作確認としてPICがデータバス上にINI命令を出力してZ80に実行させることでメモリ上の0100hにJP 0100hの３バイトのコードを書き込ませた後、0100hへジャンプした時のロジアナ波形が下図になります。黄色文字の部分がPICが生成しているコードで右側の緑文字部分がメモリ上に書き込んだコードをZ80が実行している部分になります。メモリ上での動作はウェイト無しで12MHz動作になっています。
| ロジアナ波形例 |
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ここまでくれば一段落ですね（ホッ）。
まずはPICからZ80にHexLoaderをロードさせた状態で、CP/MのBIOSのエミュレート＋ＭＳＢＡＳＩＣのｈｅｘファイルを作成し、TeraTermからロードすることで無事ＭＳＢＡＳＩＣが動作しました。
気が向いた時にＣＰ／Ｍも移植して見ようと思います。
| CP/MのBIOSエミュによるMSBASICの起動 |
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X（旧Twitter）に投稿したメッセージに添付した動画を貼っておきます。
破格の値段のAKI80が話題になっていますが以前AKI80Goldを購入したことがあったので発掘しました
— skyriver (@wcinp) May 25, 2025
遅ればせながらUSB機能付き20ピンのPICを用いて動かしてみました
Z80の気持ちが判るようになってみたい・・
詳細は下記URLを参照してくださいhttps://t.co/NCbkKqj8Wj#Aki80Adapter #AKI80 pic.twitter.com/6v7uDtE8p0
★追記 2025/05/27
PICからHexLoaderをロードした状態でBoot.hex（SDカードからIPLをロード後、IPLを起動する）を読み込んでCP/Mが立ち上がりました。PIC側の初期ロード対象プログラムをboot.hexに変更すれば、USB接続でCP/Mが自動起動するようにできますが、暫くはHexloaderが立ち上がる状態で遊んでみたいと思います。| CP/Mの起動画面 |
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★追記 2025/05/28
パソコンと接続し、CP/Mが動作中の写真も貼っておきます。
| パソコンと接続中のAki80Adapter |
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