test4004

Test system for Intel MCS-4 (4004) micro computer set

This document is written mostly in Japanese. If necessary, please use a translation service such as DeepL (I recommend this) or Google.

概要

昨年，運良くIntel 4004を入手することができました．せっかくだから動かしてみようと思い，このプロジェクトを始めました． このレポジトリ(test4004)は電卓を作ったところまでで完成．続きはメモリ関連のハードウェアの変更も伴うので別レポジトリ(https://github.com/ryomuk/VTL4004 )に移行します．

これまでに作ったもの

• 4004実験用ボード
  • シリアル通信用インターフェース
  • 簡易モニター
  • 電卓
  • VTLインタプリタ(VTL4004)

実験用ボードの仕様

• CPU: Intel 4004
• Clock: 740kHz
• DATA RAM: 4002-1(320bit) x 4
• Program Memory
  • ROM: AT28C64B (8k x 8bit EEPROM)
    • 000H〜EFFHの3.75KB利用可能
  • RAM: HM6268(4k x 4bit SRAM)x 2個
    • F00H〜FFDHの254byte x 16バンク, 合計約4KB
• 通信ポート: 9600bps Software Serial UART (TTL level)

ToDO

• VTL的な言語
  • マンデルブロ集合を表示するぐらいのプログラムを実行させたい
  • →作りました．( https://github.com/ryomuk/VTL4004 )
• プリント基板作成
  • →作りました．( https://github.com/ryomuk/emu8080on4004 )

動画

Youtubeで関連動画を公開しています．

• https://www.youtube.com/@ryomukai/videos

ブログ

関連する情報が書いてあるかも．

• https://blog.goo.ne.jp/tk-80

参考にした文献，サイト

4004関連開発事例

• Intel 4004 50th Anniversary Project
  • https://www.4004.com/busicom-replica.html
  • http://www.4004.com/2009/Busicom-141PF-Calculator_asm_rel-1-0-1.txt
• https://github.com/jim11662418/4004-SBC
• https://www.cpushack.com/mcs-4-test-boards-for-sale
• https://github.com/novi/4004MainBoard

データシート

• http://www.bitsavers.org/components/intel/
• https://www.intel-vintage.info/intelmcs.htm

開発環境

• The Macroassembler AS
• Intel 4004 emulator assembler disassembler

更新履歴

• 2023/2/20: ハードウェアをrev.0.2に更新
  • プログラム領域のメモリ(6116)のA8〜A10を4002のポートに接続してバンク切り替えで256byte(正確には254byte) x 8 バンク使えるようにした．
  • これに伴い，バンク窓以外の空間をROM用に使う余地がある．
  • モニタプログラムにバンク切り替え命令('B')を追加．
  • rev.0.1は，「CM0とCM1に4002-1を2づつ」という構成でしたが，「CM0に4002-1を2つと4002-2を2つ」という構成も可能にしました．ピンヘッダでCMのラインを切り替えます．
• 2023/2/21: PM_READ_P0_P2 を PM_READ_P0_P1 に変更．
• 2023/2/23: 上記にバグがあったので修正．CTOI_P1_R5をCTOI_P1に変更．
• 2023/2/24: ハードウェアをrev.1.0に更新
  • プログラム領域のROMを2716から28C64B(2764等も可)に変更．
    • 000H〜7FFHだったROM領域を000H〜EFFHに拡大
  • プログラム領域のRAMを6116から6268(たぶん6168でも可)に変更
    • 254byte x 16 バンク使えるようにした．
  • 通信ポートをRAM3に，PMのRAMバンク指定用のポートをRAM0に変更
• 2023/3/12:
  • RAM2, RAM3を4002-1から4002-2に変更
    • RAM2, RAM3のバンク(CMRAM)の設定を1から0に変更
  • CR，LFが入力されたときの挙動の変更．(CRを無視していたのをCR or LFでの入力にした．)
• 2023/4/14: 0100H前後のメモリが重複してSQRTの計算時に暴走してしまっていたので修正
• 2023/7/5: 回路図で6268のピン番号の一部に誤りがあったので修正．(rev1.0→1.01)