Komputer retro na CPU 8085, pod system CP/M 2.2

atlantis86 · Marzec 20, 2025

Na forum opisywałem już (tutaj i tutaj) swoje perypetie z uruchamianiem komputera retro na polskim mikroprocesorze MCY7880 (nielicencjonowany klon intelowskiego 8080). Zabawa z tą konstrukcją doprowadziła do równoległego rozpoczęcia prac nad kilkoma innymi komputerkami retro. Tak właśnie było w przypadku opisywanej konstrukcji. Oryginalny POLON 7880 po pewnym czasie rozrósł się jako konstrukcja: otrzymał kartę graficzną i sterownik klawiatury, został także zamknięty w metalowej obudowie. Każde uruchomienie wymagało rozkładania na biurku całego zestawu (z telewizorem i klawiaturą) a dostęp do wnętrza (np. celem wyciągnięcia układu EPROM) wymagał rozkręcenia obudowy. Stało się to wyjątkowo uciążliwe podczas prac nad uruchamianiem systemu CP/M. Teoretycznie taką funkcję mogłaby spełnić nowsza, modularna wersja komputera, nad którą pracowałem od jakiegoś czasu. Nawet w jej przypadku ciągle występował problem generowany przez fakt, że 8080 wymaga do pracy trzech różnych napięć. Uruchomienie komputera wymagało więc "rozłożenia się z zasilaczem".

Potrzebowałem prostej, modularnej konstrukcji, którą mógłbym w miarę szybko wyjąć z pudełka, połączyć do współczesnego komputera przez port szeregowy, podpiąć do zasilania i wykorzystać do przetestowania najnowszej wersji napisanego kodu. Jednocześnie chciałem jednak, żeby konstrukcja była czymś więcej niż prostą "platformą testową" i w przyszłości (po dodaniu paru elementów) mogła stać się w pełni funkcjonalnym, samodzielnym komputerem.

Z uwagi na konieczność zachowania kompatybilności z oryginalną konstrukcją zastosowałem procesor 8085, który jest w pełni zgodny programowo z poprzednikiem, a jednocześnie jest znacznie prostszy w aplikacji (nie wymaga kilku dodatkowych układów scalonych) oraz zadowala się pojedynczym napięciem zasilającym 5V. W dodatku kilka sztuk tego CPU miałem akurat pod ręką.

Aby jeszcze bardziej ułatwić sobie życie, logikę dekodera zaimplementowałem w programowalnym układzie logicznym GAL. W ciągu kilku dni udało mi się zmontować zestaw dwóch płytek (CPU board i I/O board), składających się na kompletny system. Nie obyło się oczywiście bez problemów wywołanych błędami podczas montażu, na szczęście udało mi się je dość szybko wykryć za pomocą oscyloskopu. Po kilku kolejnych godzinach udało mi się odpalić na komputerze (jako-tako) działającą wersję CP/M. Konstrukcja okazała się nieocenionym "narzędziem deweloperskim" znacznie przyspieszając prace nad rozwojem BIOS-a, który finalnie trafiał do POLON-a.

Po uruchomieniu POLON-a projekt komputera na 8085 zaczął żyć swoim własnym życiem. W pewnym momencie okazało się, że założenia przyjęte parę lat temu (podczas projektowania komputera do uruchamiania BASIC-a) niezbyt dobrze sprawdzają się w maszynie przeznaczonej do odpalania CP/M, który najchętniej widziałby całą przestrzeń adresową wypełnioną RAM-em. Zaprojektowałem więc nowszą wersję płytki CPU, obsługującą mechanizm ROM-shadowingu. Teraz układ pamięci EPROM jest widoczny dla procesora tylko po resecie, gdy wykonywany jest z niego kod bootloadera. Po załadowaniu systemu z karty CF pamieć stała ustępuje miejsca dodatkowemu układowi pamięci RAM.

Docelowo konstrukcja również otrzyma swoją własną obudowę i układ graficzny, stając się samodzielnym komputerem retro. Sterownik klawiatury już znajduje się na pokładzie, chociaż chwilowo nie jest wykorzystywany.

Leoneq · Marzec 21, 2025

Ulala, u mnie też leży w szufladzie 8086 które czeka aż znajdę za dużo wolnego czasu...

bardzo ładne płytki, gratuluję projektu!

atlantis86 · Marzec 22, 2025

13 godzin temu, Leoneq napisał:

Ulala, u mnie też leży w szufladzie 8086 które czeka aż znajdę za dużo wolnego czasu...

bardzo ładne płytki, gratuluję projektu!

Też mam w kolekcji/zbiorze części kilka sztuk 8086. Jednak do amatorskiego projektu użyłbym raczej 8088, ze względu na łatwiejsza implementację. Mam to zresztą na liście potencjalnych projektów na przyszłość. Nie wiem czy będę celował w pełna kompatybilność ze standardem IBM PC, czy po prostu zbuduję coś, na czym uda się odpalić CP/M-86.

W każdym razie na liście jest trochę systemów na starych procesorach, które chciałbym skonstruować. Główne koncepcje w chwili obecnej to:

Coś z MC68008 i odpalenie na tym CP/M w wersji na 68k (dużo większa przestrzeń adresowa otwiera nowe możliwości).
System na "większym" procesorze 68k z MMU, zdolny do uruchomienia jakiegoś Unixa.
System na procesorze Z80180/Z80182, przystosowany do pracy pod kontrolą MP/M.
I zupełnie w drugą stronę - budowa własnego procesora z układów logicznych, a potem zrobienie z niego prostego komputera.

Na chwilę obecną udało mi się już zbudować:

Komputer na polskim mikroprocesorze MCY7880 (opisywany na forum tutaj i tutaj)
Komputer pod CP/M na 8085 (opisany w tym temacie)
Komputer pod CP/M na Z80 (pewnie opiszę w najbliższym czasie)
Komputer na MOS6502 (pewnie opiszę w najbliższym czasie)
Komputer na MC6802 (rozwinięcie eksperymentów opisywanych tutaj, pewnie niedługo przedstawię osobną konstrukcję)

Oczywiście mowa tutaj tylko o własnych konstrukcjach. Pomijam wszystkie weekendowe projekty polegające na złożeniu cudzego projektu na płytkach zamówionych w chinach. Złożyłem chociażby trochę klonów ZX Spectrum.