2004/07/04 【電子回路編ＴＯＰに戻る】
今回は、ＡＬＴＥＲＡ社ＣＰＬＤのＥＰＭ７０３２Ｓを使ったテストボードをご紹介します。テストボードというくらいなので、本当に基本的な配線しかしておらず、ハードウエア記述言語であるＶＨＤＬの学習用といったところです。
ＥＰＭ７０３２Ｓは、ＡＬＴＥＲＡ社ＭＡＸ７０００ファミリーの中のＭＡＸ７０００Ｓシリーズで、５Ｖ電源で動作してＪＴＡＧによるオンボードプログラミングが可能なＣＰＬＤです。３２という数字は内蔵されているマクロセル（Ｄフリップフロップ）の数を指し、７０００Ｓシリーズの中には３２から２５６まで６種類あります。このマクロセルの数が多いほど、複雑なプログラミングが可能になりますが、今回は一番小規模なものということになります。
ここではＣＰＬＤの内部構造等についての技術的な情報や解説は行いません。ここでは難しいことはさておき、先ずは勉強できて動かせる環境を整えるということを優先しましょう。デバイスのデータシートなど、詳細な技術情報はＡＬＴＥＲＡ社のホームページからダウンロードできますので、そちらを参照してください。（手抜き．．．）
１６−１．基板の外観
下の写真が今回製作したＣＰＬＤテストボードです。
中ほど正方形の大きめのデバイスがＥＰＭ７０３２Ｓです。４４ピンＰＬＣＣパッケージで、半田付けタイプのソケットに実装しています。そのすぐ上の８ピンのＩＣはクロック発信器で、１６ＭＨｚのものを設定によって１ＭＨｚで出力させています。その左横緑のスイッチがリセットスイッチで、周りを取り囲んでいるのがＪＴＡＧやＩＯポート用のコネクタです。
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半田面は人さまにお見せできるものではありませんが、とりあえずこんな感じです。ＰＬＣＣソケットへの半田付けは結構面倒なもので、この規模でも嫌になります。これが例えばＥＰＭ７１６０Ｓになると８４ピンのＰＬＣＣになったりするので、手半田するより基板パターンを起こしてしまった方が楽だと思えるほどです。(^^;;
ちなみに。ＰＬＣＣソケットからデバイスを取り外すときには、右上写真のような専用の引き抜き工具が必要になります。ない場合には精密マイナスドライバのようなもので対角の隙間から慎重にこじ開けるしかありませんが、ソケットやデバイスを破損しやすいため、あまりお勧めできません。
１６−２．ＥＰＭ７０３２Ｓ概要
下の図はＥＰＭ７０３２Ｓ ＰＬＣＣパッケージの外観とピン配列、そして、右側がその内部構造のブロック図です。
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ＣＰＬＤは限られたマクロセルの範囲内で内部のロジックを自由に構成できますので、ピン配列に記載のあるＩ／０ピンは、プログラム次第で入力、出力、もしくはトライステート（ハイインピーダンス付き）入出力端子として自由に機能を割り振ることができます。つまり「あなたの言いなり」といった感じですね。
また、同じくピン配列中の(TDI) (TMS) (TCK) (TDO)の４ピン分は、オンボードプログラミング時に通信端子として使われるＪＴＡＧ用のピンになりますので、使用しないで空けておきましょう。
１６−３．テストボードの回路図
以下に回路図を示します。電源コネクタの表記は省略してしまいましたが、ＶＣＣは５Ｖです。
汎用のＩＯ端子を4-14、16-25、26-36という名称のコネクタにそれぞれ８ＢＩＴずつ、合計２４ＢＩＴ取り出しています。まだ若干ＩＯポートが残っていますが、とりあえず余らせています。
その他としてＪＴＡＧ用のコネクタを立ち上げている点と、１番ピンにリセットスイッチを付けている点、そして４３番ピンに１ＭＨｚの外部クロックを与えている点だけで、他には特別なことはしていません。
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ちなみに、PLCC４４ピン半田付けタイプのソケットの実際のピン配列は左図のようになっています。これは裏面（半田面）から見たところです。最近は入手し辛くなっているのか、ＲＳコンポーネンツの通販カタログなどにもラインナップされていませんでした。最近はやはり面実装のソケットが主流のようです．．． |
さて、テストボードは作った！でもそれでけでは動かないのがＣＰＬＤの手ごわいところです。そう、このほかに以下の環境が必要なのです。
１．ダウンロードケーブル（ＢｙｔｅＢｌａｓｔｅｒ）
２．ＶＨＤＬ等の統合プログラミング開発環境
ダウンロードケーブルは簡単に自作できます。１７．ダウンロードケーブル ByteBlasterのページでご紹介していますのでご参照下さい。しかし、自作できるＢｙｔｅＢｌａｓｔｅｒは、パラレルプリンタポート（Dsub25ピン）があるパソコンでないと繋げられません。最近の国内メーカのノートパソコンなどでは、パラレルプリンタポートが付いているほうが珍しいくらいです。そんな時にはUSB用のダウンロードケーブルなども売られているので、ＡＬＴＥＲＡ社のホームページをご覧ください。
環境を整えるのにちょっと手間が掛かりますが、好きなロジック回路がプログラミングで作れてしまうという魅力は大きいと思いませんか？是非、この楽しい世界に足を踏み入れて見ましょう。(^o^