FM-7用のZ80カードを製作してみましたが．．．

いじって遊べるFM-７用のZ80カードが欲しい

手元に今でも動作するFM-7用のZ80カードとCP/M-80システムがあるのですが、そのカードの6809とZ80の切り替えの仕組みに興味がありました。
でも純正のZ80カードも古いですし、あれこれいじっていて故障させてしまうのは怖いので、いじり倒して遊べるZ80カードが欲しいと思っていました。

まず最初にFM-8用の倍速化した回路で製作してみました

インターフェース誌1983年7月号の村上啓司さんによる「FM-8を高速化する」という記事中に倍速化したFM-8用Z80カードの回路図が載っており、そのコネクタ信号がFM-7と同じようでしたので、もしかしたらFM-7でも動くのではないかと考えました。

FM-8用の倍速化回路を利用したZ80カード

手持ちの富士通製の純正Z80カードは19個ものICを使用していますが、この回路は11個と少ないのでサイズも小さくできて作りやすいので、ものは試しと製作してみることにしました。

左：富士通製　右：製作したカード

製作したカードの回路図を示します。

村上さんのFM-8の高速化の回路と倍速化Z80カードの回路のうちのZ80カードの部分のみにFM-7用の32Pコネクタをつけただけです。

FM-8用倍速化Z80カードの回路を利用しました

プリント基板を作り、試作してみました。
最初は、例によって全く動作しなかったのですが、自作したテストプログラムが悪いのかそれとも回路がダメなのかが分からずお手上げ状態でした。
そんな時に、WebでI/O誌の1985年9月号に掲載されたFM-7用Z80カードの製作記事を見つけ、その中のテストプログラムを利用することができ、ハードの調査に専念することができました。
あれこれと思いつく箇所を変更してみたりしていたのですが、結局、使用した手持ちの古いセラミックコンデンサ(1000pF)がショートしていたため74LS00の出力段を破損していることを見つけて、ICとCを交換して無事にテストプログラムが動作するようになりました。

動作中の様子を示します。
（画像中のディスプレイはWindows用で、FM-7用のディスプレイは左側に配置してあるので写っていません。）

動作中の様子（右基板がZ80カード、左はFDCカード）

次に、動くことは期待していなかったのですが、試しに富士通のFM-7用のCP/M-80を走らせてみました。

CP/M-80の起動画面

最初は画像のようなオープニングメッセージが表示されたところでハングアップするか、あるいは入力を受け付けたところでハングアップしてしまいました。
画面表示ができることや、入力を受け付けるときもあること、そして、2台のFM-7で微妙に動作が異なることから、メモリアクセスのタイミングに問題があるのだろうと考えて、とりあえず1000pFにCを並列に加えて容量を変えてみました。値を増やすと徐々に正常な動作に近づくのですが、それでも時々エラーでハングアップしてしまいます。
結局は、これも1000pFのコンデンサの不良（容量抜け？）が原因で、コンデンサを交換することで無事に動作しました。（1000pF～2000pFの範囲で正常動作しました。）

CP/M-80が動作している画面を示します。

このZ80カードは正常に動作すると思ったのですが．．．

ところが、何とこのZ80カードはもう一台のFM-7では正常に動作しないのです。
CP/M-80では起動画面でハングアップしますし、上記のテストプログラム（6809とZ80間のチェンジを8回繰り返す）では途中でエラーで終了してしまい、リストを取ってみるとプログラムが書き変わっています。
どうもNew7ではない同じFM-7でもメモリアクセス周りに微妙な違いがあるようです。

ということで、村上さんのFM-8用の倍速化Z80カードの回路は、そのままでは全てのFM-7で動作するというわけではないということになりそうです。

ならば、I/O誌に掲載されたFM-7用のZ80カードでということになるわけですが、実は、もう既にKiCadで回路図を起こして、修正したFM-FDC基板と共にFusionPCBに発注してあります。（春節とコロナウイルスのために未だ製造にも入っていませんが...）
ということで、I/O誌の回路によるZ80カードが完成し、正常に動作したら報告したいと思います。