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アキバ昔語り

懐かしいアキバ系のモノたちが21世紀によみがえる??

2015年5月24日 (日)

【昔語り7】コアメモリのメモリイ

アキバ昔語り

60年代の電子計算機と言えば、主記憶装置には「コアメモリ」を使うのが一般的でした。仕組みについては詳しくは説明しませんが、フェライトコアの磁気ヒステリシス特性をうまく使ったもので、高速に読み書きができるため、電子計算機の高速化に大きく貢献した装置です。

70年代に入ってもコアメモリは一線で活躍、アマチュアとしても興味があるものでした。もっとも数千個のコアを駆動するための回路は膨大で、また、高速パルス技術を使うため、調整には最低でも20MHzくらいのオシロスコープなんかが必要で、アマチュア向きではありませんでした。

秋葉原では時々、コアメモリのジャンクが出るときがありました。大げさなモノでは、恒温槽に入った小型冷蔵庫みたいなメモリユニットを見たことがあります。トランジスタやらパルストランスやらがごっそりついていて、買ったとしても手の付けようがなさそうでした。もう少しお手頃のコアだけがついたメモリプレーン一枚というのもあり、1974年くらいに1024ビットのメモリプレーンを買ったことがあります。1000円くらいだったと思います。なんとか使えないかなと色々考えましたが、結局どうにもなりませんでした。

これは最近ヤフオクで手に入れたとてもシンプルなコアメモリプレーンです。

Dscn3046_2

二系統に分かれていて、都合288bitが記憶できるようになっています。構成から考えて、初期の電卓のレジスタに使われていたのではないかと思われます。コアの大きさは2mmくらいでしょうか。コアを拡大するとこんな風になっています。

Core

コアに縦横に通っている赤い線がXY軸の駆動ラインで、ナナメに通っている金色の線がセンス線です。1を書き込むには、XY各1本の駆動線に磁気コアが磁化される電流の半分の電流パルスを送ります。マトリックスの交点のコアだけが二つのパルスが重なって、磁化されるだけの磁界を創り出すという訳です。読み出すには同じXY駆動線に逆方向の電流パルスを送れば、反対の極性に磁化されるので、コアに大きな磁界の変化が起り、センス線に電流が発生するという訳です。もちろん、このとき記憶は破壊されますので、読み出し後、すぐに再書き込みする必要があります。

今回はこれを試してみることにしました。実験回路はこんなものです。

Photo

XY駆動線のうち一本だけを使い、押しボタンで方向の異なる電流をながせるようにします。マトリックスで選択するのではなく、一本だけにコアを磁化するのに適当な電流を流す訳です。電流は制限抵抗で調整します。電源は簡単に3Vを乾電池で用意しました。金色のセンス線は10Kくらいの抵抗でターミネートした上で、オシロに入れ、波形を観測します。ただし、この場合はその軸に通っている十数個のコアが同じように反応することになります。従ってセンス電圧はコア1個よりずっと大きくなることが考えられますが、まあ今回は実験なのでこれでよしとします。

回路はブレットボードで簡単に用意しました。

Dscn3034

電流はどれくらい流せばいいのかわかりません。最初は100Ωを入れてみました。電流は30mAくらいです。ボタンを押すたびに100nsくらいの極めて短いパルスが観測されますが、1→0を書き込んでも1→1を書き込んでも、短いパルスの大きさはランダムに変化するだけです。そこで制限抵抗を徐々に小さくしていきました。5Ωにしたときに波形に変化がでました。電流で言うと600mAくらいです。1を書き込んで置いて、0を書き込んだ(コアを読み出した)波形です。

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パルス幅3us、ピーク50mVくらいのはっきりしたパルスが観測されています。コア十数個が反転した電圧なので、コア1個ならもっと小さな電圧になると思います。下は0を書き込んでおいて、0を書き込んだ(コアを読み出した)時の波形ですから、波形が明らかに違うのがわかるでしょう。短いパルスはインダクタで簡単にブロックできるし、読み出し信号のパルス幅がわかっているので、読み出しアンプは現在なら比較的簡単に作れます。

Dscn3040

教科書通りに動作することが確認できて、満足です。でも、これを使ったメモリシステムを作る気にはなりません。288bitのコアをドライブするには、最低でも68個ものトランジスタが必要です。実験だけにとどめて置こうと思います。

2014年9月27日 (土)

【昔語り6】マボロシのIntel4004

アキバ昔語り

Intel4004といえば、このブログを読みにくるような方には、とても有名なマイクロプロセッサでしょう。老婆心ながら解説しますと、これは1971年に発表された世界初のマイクロプロセッサで、電卓などでの使用を想定した4ビットアーキテクチャのものです。

この写真は、僕が持っている4004と汎用メモリとのインターフェイス用のデバイス、4008と4009です。左端の16ピンのパッケージが4004です。

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このブログの趣旨なら、このデバイスを試運転してみる訳ですが… 簡単には動かせないので今回はパスします。

下記は、トラ技の1973年2月号の記事です。上位機種の8008の発売を受けての記事のようです。当時のマイクロコンピュータ事情が読み取れるかと思います。

「ミニコンがICになった1」をダウンロード

「ミニコンがICになった2」をダウンロード

「ミニコンがICになった3」をダウンロード

「ミニコンがICになった4」をダウンロード

これから1年半ほどたった1974年9月号のトラ技には、アマチュア向けTTLマイクロコンピュータATOM-8を開発した富崎新氏の、4004を使った、パネルスイッチからソフト開発が可能なATOM-10の製作記事が掲載され、マイクロコンピュータの使い方がアマチュアにも理解できるようになりました。

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記事には回路図やプログラムの考え方原寸大のプリントパターンも付き、その気になればATOM-10を組み立ててソフト開発が可能なものでした。

しかし、これを作れた人は、あまり居なかったのではないかと思います。それは、4004ファミリーがアキバで売られてなかったからです。

少なくとも当時、キョードーや若松などのICが得意な店でも、店頭で4004を見ることはなかったように思います。もちろん、トラ技の広告ページでも見ることはありませんでした。

もちろん、会社で普通に見積依頼を出せば、買えないことはなかったのでしょうが、アマチュアが簡単に買って試してみるような部品ではなかったのでしょう。僕もどこかで買えないものかと思ってずいぶん探したのですが、見つけられませんでした。もっともサンプル価格も安くはなかったでしょうから、店頭にならんでいても、高校生には気軽に買えるものではなかったのでしょうが。

そんなこんなで、とても有名だけど、アマチュアにとってはマボロシの4004。いつかは動かしてみたいと思っています。

2013年12月28日 (土)

【昔語り5】SC/MP3で見た夢 - 後編

アキバ昔語り

Tiny BASIC内蔵のSC/MP3のデビューは衝撃的でした。しかし、そのセールスは決して芳しいものではなかったようです。アマチュアにとって、その最も大きな要因は「テレビゲームが作れない」コトではないかと思います。

スペースインベーダーの大ヒットを受けて、世はテレビゲームブームの真っ最中。アマチュアがマイコンを作るのは、テレビゲームを作りたいがためと言っても過言ではありませんでした。僕も自作機で最初に作ったアプリケーションは、ブロック崩しでした。もっともそれほどよいゲームプレイヤーではなかったせいか、テレビゲームへの興味は急速に冷めてしまいましたが。

ともあれ、入出力がターミナルでは、インベーダーのようなリアルタイムのテレビゲームは実現できません。これではアマチュアの食指は動かないでしょう。そしてこの「ターミナル」がもう一つの障壁になります。

すでにフルキーボードとビデオRAMのついたマイコンを持っていれば、これにソフトを入れて、ターミナルとして使うことが出来ますが、SC/MP3が最初のマイコンの場合は、このようなビデオターミナルを用意しなければなりません。
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これは1977年のI/O誌の広告ですが、結構な金額です。自作することも可能でしたが、「本物」のように画面をスクロールアップさせるためには、マイコン制御の必要があり、アマチュアが作るにはハードルが高いものでした。
そのうえ、SC/MP3が発売になった1979年には、PC8001やMZ-80も20万を下回る価格で発売され、ターミナルを買うお金があれば、立派なBASICパソコンが買えるようになってしまいました。

では、プロ向けの商品としてはどうだったのでしょう。当時の僕の仕事では、ソフトは外注することがほとんどで、Z80などに比べ価格の高いSC/MP3の必要性はほとんど感じませんでした。おそらく、他の会社も同じような状況だったのではないかと思います。開発環境などへの初期投資を抑えて「とりあえず」マイコン応用製品を社内開発できる、というメリットはあったかもしれません。しかし、社内でのソフト開発を根付かせるためには、SC/MPでも、いずれは本格的な開発ツールの導入は必要で、中長期的な視点に立てば、それほどの魅力はなかったのでしょう。

おそらくこのような理由で、Tiny-BASIC内蔵のSC/MP3は、あまり陽の目を見ることなくデスコンになったわけです。その後、インテルの8052に実数型BASICが搭載されたりしましたが、大きなムーブメントになることはありませんでした。
しかし90年代に入ると、パララックスのBASIC-Stampが発売され、プロトタイピングという新しいコンセプトを生み出すことになります。それはまた、別の機会に書きたいと思います。

2013年12月16日 (月)

【昔語り5】SC/MP3で見た夢 - 前編

アキバ昔語り

70年代、自作マイコンのほとんどは、ハンドアセンブルした機械語コードを、16進キーで打ち込んでプログラムしていました。僕の作った8080機も、出力こそ自作VRAMでテレビに文字表示が出来ましたが、入力は電卓のジャンクを改造した16進キーボードでした。

ハンドアセンブルや16進数での機械語の入力は、慣れてしまうと意外に簡単で、プログラムの作成そのものはそれほど大変ではないのですが、打ち込んだプログラムに命令を挿入したり、削除したりといった編集は大変でした。1バイト挿入すると、それ以降のアドレスが、全て1バイトずれる訳ですから、関連するジャンプやサブルーチンコールの行き先を全て手直ししなければいけません。
これではいくらなんでも大変なので、プログラムを、途中で別のアドレスに分岐させ、そこに追加のプログラムを書いた上、もとのプログラムに戻ってくる、いわゆる「パッチ」で対応していました。ただし、これも度が過ぎると、プログラムがごちゃごちゃしてしまい、どこかで全部書き直すはめになってしまいます。
BASICが自作機で使えれば、だいぶ楽になるだろうなとは思っていました。

BASICやアセンブラは、最初のうちは紙テープで、その後カセットテープ(雑誌の付録でソノシートがついたこともありました)で購入することができました。自作機の場合、ハードに合わせてI/Oルーチンなどのソフトを改造する必要があり、そこそこ面倒なのと、フルキーボードを調達したり、メモリを追加したりと結構な投資が必要なので、実際のところ、なかなか手が出ませんでした。

そんなときに登場したのが、Tiny-BASICを内蔵したマイコンチップ、SC/MP3です。ナショナルセミコンダクターのマイコンで、正式名はINS8073といいますが、「スキャンプ」という愛称で呼ばれていました。
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この写真にあるのがSC/MP3ことINS8073で、1980年に亜土電子で購入し、そのまま部品箱で眠っていたものです。Z80が5000円位の頃、13000円位だったと思います。写真の記事は、これに搭載されたBASICの元になった、NIBLというTiny BASICの紹介で、1977年のI/O誌の記事です。

前置きが長くなりましたが、今回の昔語りは、このSC/MP3に火を入れて、Tiny BASICを動かしてみました。このデータシートを見てもらえばわかる通り、若干の部品とRAM、それにターミナルを用意するだけで、簡単にBASICマイコンが完成します。今回は実験なのでブレットボードに組み立てました。RAMは8KバイトのCMOS SRAM、ターミナルはパソコンのターミナルソフトを使いました。
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ターミナルのスクリーンショットです。1から10までの自乗を計算させています。BASICの手軽なベンチマークとして良くやりましたね。
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30年以上もの時を超えて、SC/MP3は甦りました。このデバイスは、長い間、起動されるのひたすら待っていたのですね。それを思うと、不覚にもちょっとだけ目頭が熱くなりました。
以前、PICで行番号の無いTiny BASICを動かしましたが、やはり行番号があるとそれらしいですね。実用的にも、行番号があるおかげで、テレタイプのようなダムターミナルでもプログラムの開発が可能です。
簡単にBASICシステムが構成できるマイコン、これは期待できそう、あれこれと夢がふくらむマイコンでした。

しかし、この画期的なマイコンは、残念ながらヒット商品になり損ねました。次回後編では、なぜこれが売れなかったのかを、お話ししたいと思います。

 

2013年7月 7日 (日)

【昔語り4】信越電機商会の頃−2

アキバ昔語り

僕たちの70年代はICとともに訪れました。写真のラジオは1969年後半に発売された、ICを使用した東芝のラジオ、その名もIC-70です。

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ヤフオクで懐かしさのあまり落札したジャンク品なので、あまり程度はよくありませんが、スタイリッシュなデザインは伝わりますね。前面パネルはアルミ製、本体下の安定用の足は、戦闘機の可変翼のように、前後連動して引き出すことが出来ます。そしてダイアルの下には、「感度に音質に IC革命」と誇らしげに記したラベルが。当時のICの位置づけがわかりますね。

ただ、アマチュアにはあまりICはなじみが無く、東芝のパワーアンプICを使ったアンプの製作記事くらいがいいとこだったように思います。種類も少なく、入手も難しかったのでしょう。
74シリーズのTTLは、そこそこ流通していて、周波数カウンタや時計を自作するアマチュアもいたようですが、当時の水準としては配線工数が多く、なかなか手の出しにくい分野だったようです。

そんな中、信越電機商会から画期的な商品が発売されます。「時計用LSIのキット」です。

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この広告は、1972年12月号のCQ誌に掲載されたものです。TTLで作れば20個近いICが必要になるデジタル時計が、たった一つで出来てしまうのですから、LSIとはすごいなと感心したのを覚えています。
キットという触れ込みですが、良く読むと、LSIと若干の周辺パーツしか入っていないのがおわかりになると思います。表示用のデバイスも入ってません。LEDなりデジトロン(蛍光表示管)なりミニトロン(電球のフィラメントを7セグ表示の形に配置したもの)なりを自分で用意するしかありません。
それでも、手に入りにくいLSIが応用回路例付きで手に入る訳ですから、アマチュアにとってはアリガタイ商品です。

ほどなくして、LEDなどの表示器をセットにしたものの発売も始まりました。これは先の広告の1年後、1973年12月号の広告です。

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表示器とのセット販売は、73年の春頃から始まったように思います。LSIはBCD出力付きのMM5311に変更になっています。
ここまで来ると、あとナントカ手に入れなければならない特殊な部品は、2.54ピッチのユニバーサル基板だけです。お金持ちはKELの基板を使えばいいし、僕のようなスカンピンには、2.54ピッチの穴だけが空いたベーク板を使うという手がありました。ランドがありませんが、なに、ICの足に直接電線をハンダ付けすればいいのです。僕は、30Wの半田ごてのコテ先をヤスリで削って尖らせ、これをやってました。同じ足に2本以上の引き出し線をハンダ付けするのは、結構高度なテクニックが必要でしたが。

その頃、日曜にアキバの信越電機に行くと、いつもたくさんの人でごった返して居ました。多忙のため通販を休止することが多く、地方からわざわざ買い物に上京するアマチュアも多かったようです。このような70年代のアマチュアから熱い支持を受け、信越電機商会はユニークなキットを次々に企画し、アキバの名物店になっていったのです。
もう皆さんにはお分かりですね。今日の秋月電子通商の前身が、この信越電機商会です。

今回の元ネタはこちらです。

「shin1972_12.jpg」をダウンロード
「shin1973_12.jpg」をダウンロード

2013年3月 8日 (金)

【昔語り3】信越電機商会の頃

アキバ昔語り

今回の昔語りはこのユニバーサル基板から始まります。

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この基板は70年代半ばに発売されました。ベーク製で18Pのカードエッジつき、片面フラックス仕上げのデジタルIC用です。他社の同様の基板が千円以上していたのに対し、300円程度だったと記憶しています。内容から見てアマチュア向けの商品という感じですね。

これを販売していたのがアキバの「信越電機商会」というジャンク屋です。基板のパターン面に"SHINETHU DENKISYOKAI"と誇らしげに店名が入っているのがお分かりになるかと思います。いわゆるショップオリジナル商品のはしりといえるでしょう。
この店は70年代のCQ誌やトラ技に広告を出していたので覚えのある方も多いでしょう。その中から時代を感じさせるモノを紹介します。まずはこれです。

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今なら「万博使用」という一言で即買いですね。この広告は1972年5月のCQ誌に掲載されていました。これにはもう一つ面白いものが載っています。

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マッチ棒のような形の発光ダイオードです。当時、発光ダイオードは主にセグメント数字表示器(当時はモザイク表示器と呼んでいました)として電卓などに用いられ、トラ技のようなプロ向けの専門誌ではすでにポピュラーな部品でしたが、CQなどのホビー誌ではほとんど見かけないモノでした。

当時中学生だった僕は、原理も使い道もわかりませんでしたが、「光るダイオード」という新しさにつられて一つだけ買ってきました。初めて手に取った発光ダイオードは、広告のイラストで想像していた以上にちっぽけで、こんなに小さいランプ何に使うんだと思ったものです。
電池をつないでみると、乳白色の頭がポッと赤く光りました。ややオレンジがかった赤い光は、色付き電球でもネオン管でもない、初めて目にする赤色でした。「原子の灯」ならぬ「電子の灯」にとても感動したのでしょう、いまでもそのときの赤い光をありありと思い出すことが出来ます。

信越電機商会が他のジャンク屋と違っていたのは、商品の独自性と「データ付き」販売です。当時のジャンク屋の定番と言えば、ラジオやアンプの基板や一般的なラジオ部品の放出品でしたが、この店は最先端のアウトレット部品をデータ付きで販売していました。広告にデータを載せただけでなく、メーカーのデータシートからの抜粋をトーシャファクスで印刷したと思われる、ペラ一枚の「データ」を店頭で付けてくれるのです。当時のアマチュアにはメーカーのデータシートは入手困難、専門誌の記事が唯一の情報源でしたので、これはとてもアリガタイことでした。

この後、信越電機商会はさらにユニークな商品を投入してくるのですが、それはまた別の機会に。

今回の元ネタ、1972年5月の広告のダウンロードはこちらから。
「shin197205.jpg」をダウンロード

2013年1月20日 (日)

【昔語り2】紙テープに未来を託そう

アキバ昔語り

今回はちょっと大物です。そう、あの紙テープ装置の登場です。科特隊の隊員や南部博士が目視で読んでいたアレです。

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そもそも、紙テープに穴をパンチして情報を保存するさん孔テープは、コンピュータ時代以前から電信などの電気通信に使われていましたが、それは一部の専門家が知るところでしかありませんでした。しかし、コンピュータが時代の寵児として脚光を浴びはじめた1950年代ごろから、点滅するランプやラインプリンタとともにコンピュータのシンボルとしてメディアへの露出が増え、不規則に穴のあいたさん孔テープは、一般の人々にも未来的なイメージのアイコンとしてなじみの深いものとなっていったようです。

僕が覚えているのは駄菓子屋で売られていた「電信テープ」です。おそらくは電報かなんかで使用した紙テープ(もちろん何らかのデータがパンチされている!)を直径10センチくらいに巻き、どぶ漬けで赤や青に着色したものです。どうやって遊ぶかは子供に丸投げというものでした。それで積極的に遊んだ記憶はないのですが、読む真似をしたことはありました。「信夫山に怪獣出現!」とかですね。

70年代後半になっても紙テープはまだまだ現役でした。大学の研究室では自前のミニコンを持っているところもあり、そういうところでは、毎朝紙テープからイニシャルブートしていたそうです。
僕は会社勤めをしてから、電卓用マイコンを利用したソフト開発でとある電機メーカーに出向した際、初めて紙テープに触れました。当時の開発環境はメインフレームにリモート端末でアクセスしてアセンブラを使い、結果の紙テープとプリントアウトを電算室までもらいにいくというものでした。紙テープをミナトエレクトロニクスのPROMライターにかけて2716とかに書いてようやく試作機が動くという、まことにまどろっこしいもので、1日に7〜8回修正コードを出すのが精一杯でした。

それより少し前、学生時代にはマイコン用のBASICやアセンブラが紙テープで販売されていましたが、肝心のリーダパンチャーが高価で僕には縁のないものでした。ちなみに中古品でリーダが8K円くらい、パンチャーが18K円くらいだったと思います。これを手に入れたとしても、自作マイコンにあわせたインターフェイスやら電源やらを作らなければなりません。今と違ってインターネットで簡単に調べることもできませんから、アマチュアがいきなり挑戦してうまく使えたかどうかは疑問です。
とはいえ、一度は使ってみたいモノではあるわけで、以前ヤフオクで入手したNC用の紙テープ装置をパソコンに接続して動かしてみることにしました。

その紙テープ装置はRS232Cで加工機に接続するタイプですが、マニュアルが一切無く、どんなコマンドを送ればいいのかまったくわかりません。色々やってみましたが、うんともすんとも言いません。電源を入れてフィードボタンを押すとテープがフィードされるので機械としては一応動くみたいです… それではということで、もっと聞き分けのいい制御装置を新たに作ることにしました。まあなんとかなるっしょという軽い気持ちで始めたのですが、さすがそうは簡単にいかず、メカのオーバーホールも含めると1ヶ月近くの大プロジェクトになってしまいました。詳細をお話しするには紙幅も足りないし、あまり興味の無いところでしょうから、改造した中身の写真を示すにとどめます。

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ベークの基板がPIC16F887で自作した制御装置です。もともとそこにあったオリジナルの基板はジャンク箱行き、電源部だけを使用しました。動作の様子は動画でご覧ください。

動くとさすがに壮観です。現在の機械にはない男らしさがありますね。

さて、これの使い道ですが… なにか昔のマイコンを作ってブートローダーを動かしてみましょうか? あまり前向きの使い方は思いつきません。
ただ、一説によると磁気媒体や光媒体よりも紙媒体の方が長期の保存に耐えるという話も聞きます。現代詩の愛好家でもある僕としては、千年先の究極的にディジタル化した人類のため、すばらしい詩作品を文字ではなく紙テープに託すというのもアリかなと思います。もっとも正倉院に保存してもらえれば、ですが。

2012年12月24日 (月)

【昔語り1】ヒューレットパッカードの16進表示LED

アキバ昔語り

新しいカテゴリーです。僕のジャンク箱には昔のアキバ系の部品や機械がたくさん入っています。その中から面白そうなものを、当時の状況も含めて紹介していこうと思います。カテゴリー名はもちろんアレからいただいてます。

一回目はヒューレットパッカードの16進LED、HDSP-0762です。

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セラミックのパッケージにガラスで封止したLEDとデコーダーが入っていてとても綺麗です。
この表示器は、4ビットのバイナリを与えると0-Fまでの記号を表示します。いつ頃のモノかはよくわかりませんが、昔欲しかったものの一つです。

70年代後半からのTK-80のようなマイコントレーニングキットには、7セグを使用した16進表示機がつきものでした。これはROMに格納された表示ルーチンによるもので、真似しようにも当時のROMの書き込みはイロイロと大変で、さえない大学生の僕には現実的なハナシではありませんでした。そのためアマチュアの作るコンピュータは、こんな風にスイッチとLEDをずらりと並べて二進数でプログラムを入力するしかありませんでした。この写真は73年頃に作ったTTLコンピュータです。

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ともあれ、バイナリを入れると16進で表示するデバイスがあれば、もっとかっこ良くなるのに… とよく思っていました。有名な7セグドライバのSN7447は10以上の入力に対しては表示できないし、モトローラからは16進対応のデコーダドライバが出ていましたが、アキバで簡単に買えるものではありませんでした。

このデバイスはおそらく80年代からHPの計測器用に使われているものでは無いかなと思います。PICからバイナリを与えて表示させた様子がこれです。7セグとはひと味違った文字がカッコイイと思いますがいかがですか?? 

これはなんと、今でもセカンドソースがDigi-keyで手に入ります。興味ある方はこちらへ