図解 Z80 マイコン応用システム入門 (ハード編)(ズカイゼットハチマル マイコンオウヨウシステムニュウモン ハードヘン)

コンピュータに関わる技術の発展には目を見張るものがあり,学生が学ぶ技術と実際の現場の技術のギャップは,どんどん拡がっていくばかりである。本書の内容も,それに合わせて見直しをすすめ,SCSI などの紹介の充実を図った。また,学習者が興味を持つように,簡単な相撲ロボットの製作方法を解説した。
第 1 章 Z80MPU
1.1 Z80 の概要
1.2 Z80 の動作タイミング
1.3 アクセスタイムの計算
第 2 章 MPU 周辺回路の設計
2.1 クロック発信回路
2.2 クロック入力回路
2.3 リセット回路
2.4 Z80 の入出力信号線の設計
2.5 アドレスバスの設計
2.6 データバスの設計
第 3 章 メモリ
3.1 メモリの機能と構成
3.2 メモリの性能
3.3 IC メモリ
3.4 SRAM
3.5 EPROM
3.6 SRAM/EPROM の Z80 との接続
3.7 CMOS メモリのバッテリバックアップ
3.8 DRAM
第 4 章 I/O インタフェース
4.1 メモリマップド I/O 法とアイソレーテッド I/O 法
4.2 入出力タイミング
4.3 入力インタフェース
4.4 出力インタフェース
第 5 章 パラレルデータ転送
5.1 ハンドシェイクによるデータ転送
5.2 8255 (PPI)
5.3 セントロニクスインタフェース
5.4 A/D 変換
5.5 GPIB インタフェース
5.6 SCSI インタフェース
第 6 章 シリアルデータ転送
6.1 シリアルデータ転送の概要
6.2 8251 (USART)
6.3 8251 のプログラミング
6.4 8251 非同期送受信プログラム
6.5 RS232C インタフェース
6.6 X パラメータと S パラメータ
第 7 章 割込み
7.1 割込み処理の動作
7.2 Z80MPU の割込み
7.3 割込みの実例
7.4 多重割込み
7.5 DMA データ転送
7.6 Z80DMA
第 8 章 マイコン応用システム
8.1 設計開発から製作までの全体の流れ
8.2 ワンボードマイコン
8.3 実機にマイコンを組み込む
第 9 章 システム開発
9.1 製品仕様の決定
9.2 システム設計
9.3 ハードウェア開発
9.4 ノイズ対策
9.5 製作・調整・検査
9.6 デバッグツール
9.7 インサーキットエミュレータ (ICE)
索引
付録

Z80 は 1976 年に Zilog が発表した 8 ビットマイクロプロセッサで、パソコン黎明期から産業用組み込み機器まで幅広く採用されてきました。本書は東京電機大学出版局から刊行された教科書で、この Z80 を題材にマイコンシステムのハードウェア構成を図解で学ぶ構成です。バスアーキテクチャ、メモリマッピング、 I/O 制御、割り込み処理といった、 CPU を中心にした周辺回路の設計原理を具体的な回路図とともに解説します。

扱う CPU そのものは古典ですが、アドレスバスとデータバスの関係、メモリ空間の割り当て、ペリフェラルとの通信といった概念はアーキテクチャが変わっても不変の基礎です。 ARM や RISC-V を学ぶ前段階として、シンプルな命令セットとバス構造を持つ Z80 で原理を掴んでおくと、複雑なプロセッサの仕様書を読む際の下地になります。

回路設計やデジタル論理の基礎知識を前提としているため、ソフトウェア寄りのエンジニアには敷居がありますが、「 CPU の上でソフトがどう動くのか」をハードウェアの側から理解したい人にとっては、見通しの良い教材です。