１６ビットマイコンボードの製作
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いつか使ってみるつもりで入手してそのまま置いてあった１６ビットＣＰＵのことを思い出しました。
ＡＭＤ社のＡＭ１８８です。
その名の通り、ＣＰＵコアは８０１８８互換の１６ビットＣＰＵです。
そのＡＭ１８８を使った１６ビットマイコンボードの製作記事です。
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［第１０３回］



●ＲＡＭのバックアップはできません

ここ数日、最終的なシステムプログラムの動作確認をしながら説明書の作成作業に取り組んできました。
その作業もやっとなんとか終わりに近付きました。
途中思わぬバグなどが出てきたりしたこともあって、思ったようにはなかなか進みませんでしたが、あと数日で終りそうな感じです。
長い間お待たせして申し訳ありません。
あと数日お待ちいただきますようお願いいたします。

実はかなり前から気になっていたことがあります。
それが今回の見出しにありますＲＡＭのバックアップです。
とにかく電源を切るとＲＡＭの中身が消失してしまうことが多く、ひょっとすると電池が消耗しているせいか、などと考えて新品と交換してみても、今ひとつはっきりしません。
あるいは回路に何か問題でもあるのではなどと考えたりもしていたのですが、なにしろずっと時間に追われっぱなしで、落ち着いて確認することもできずにここまできてしまいました。
説明書の作成作業もやっと終わりに近付いてすこし気持ちにゆとりがでてきましたので、ずっと気になっていたその問題について落ち着いて考えてみることにしました。
ボタン電池によるＲＡＭのバックアップ回路はもう何年も前からＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０で実証済みです。
ＮＤ８０ＫＬ／８６だけ特に変わった回路にしているわけではありません。
ＮＤ８０ＫＬ／８６がＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０と比べて変わっていることと言えば…。
ここまで考えてきて、ひょっとしたら、ＲＡＭかも知れない、という考えが浮かびました。

ＮＤ８０Ｚ３．５もＮＤ８０８０も３２ＫＢの６２２５６型のＣＭＯＳＲＡＭを使っています。
ＮＤ８０ＫＬ／８６では大容量５１２ＫＢのＳＲＡＭ、ＩＳ６１Ｃ５１２８を使っています。
このことについては「ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２マイコンボードの製作」［第４回］に書いています。
その前の回あたりに書いておりますように最初は３２ｐｉｎＤＩＰのＳＲＡＭ６２８１２８か、６２８５１２を使うつもりで試作しています。
しかしどちらのＲＡＭも入手困難ということで、結局ＩＳ６１Ｃ５１２８を使うことになりました。
それ以前の試作のときにもＲＡＭのバックアップはＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０と同じようにボタン電池の回路にしていましたので、とりたてて深く考えることもなく、３２ｐｉｎＤＩＰの６２８５１２から同じく３２ｐｉｎフラットパッケージのＩＳ６１Ｃ５１２８へと設計変更をしました。

深く考えるべきでありました。
今回ひょっとしたらＲＡＭかもという疑問が生じましたので、今頃になってですけれど、あらためて確認してみることにしました。
そうしましたら。
まさかのアウトでありました。

［出典］Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．　ＩＳ６１Ｃ５１２８Ｄａｔａｓｈｅｅｔ

Ｖｄｄ　ｆｏｒ　Ｄａｔａ　Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ（＝保持）は、Ｍｉｎ．２．９Ｖになっています。
これじゃあボタン電池ではバックアップできない道理です。
下はボタン電池の回路です。

ボタン電池（＋３Ｖ）からダイオードＤ１を介してＲＡＭのＶＤＤにつながっています。
Ｄ１は＋５Ｖの電源ＯＮのときに＋５Ｖからの逆流を防ぐためにどうしても必要です。
Ｄ２は逆に＋５Ｖ電源がＯＦＦのときにＲＡＭ以外の回路のＶｃｃにボタン電池からの電流が流れ込まないようにするためのものです。
Ｄ１はシリコンダイオードなのでここで約０．６Ｖの電圧降下が生じます。
３Ｖ−０．６Ｖ＝２．４Ｖですから、２．９Ｖを下回ってしまいます。
これじゃあバックアップなどできません。

それでやっと思い出しました。
もともとこのＲＡＭは技術少年出版様のＬｅｇａｃｙ８０８０に実装しているものです。
Ｌｅｇａｃｙ８０８０にもボタン電池を積んでいるのですが、それはＲＴＣのバックアップのためのもので、ＲＡＭのバップアップについては単三乾電池３個をメイン基板の外につけるようにしてあります。
なぜボタン電池だけではなくて、わざわざ別に単三乾電池３個を外付けしたのか？
その経緯、理由は悲しいことにもうすっかり忘れてしまってカケラほども記憶に残っていないのですが、技術少年出版の吉崎様との仕様の打ち合わせの中で、おそらく「このＲＡＭのバックアップはボタン電池では電圧が不足します。単三乾電池２本でもだめで、３本にする必要があります」と説明して、そのような仕様になったに違いありません。
そんなことなどすっかり忘れてしまって、今までＮＤ８０Ｚ３．５でもＮＤ８０８０でもボタン電池でやってきましたし、ＮＤ８０ＫＬ／８６でも最初の試作では３２ｐｉｎＤＩＰの６２８５１２でしたので、それでなんの疑問も持たずにそのままの流れで来てしまったのでした。

このように書きますと、ＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０ならボタン電池でもバックアップできるのか？
と疑問に思われるかも知れません。
ええ。
６２２５６なら大丈夫なのです。
こちらは最近のＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０に実装している６２２５６型のＳＲＡＭです。

Ｖｃｃ　ｆｏｒ　Ｄａｔａ　ＲｅｔｅｎｔｉｏｎはＭｉｎ．１．５Ｖになっています。

こちらは少し前まで使ったことのある６２２５６型のＳＲＡＭです。

こちらもＶｃｃ　ｆｏｒ　Ｄａｔａ　ＲｅｔｅｎｔｉｏｎはＭｉｎ．１．５Ｖになっています。

こちらはもう２０年以上も前のＨＭ６２２５６のＤａｔａｓｈｅｅｔです。


それでもＶｃｃ　ｆｏｒ　Ｄａｔａ　ＲｅｔｅｎｔｉｏｎはＭｉｎ．２Ｖです。

そういうことですので、今頃になって申し訳ありません。
ＮＤ８０ＫＬ／８６の場合には大容量ＳＲＡＭのバックアップ電圧が高いため、ボード上のボタン電池ではバックアップできません。
ボード上のボタン電池はＲＴＣ専用ということでご理解ください。

電圧が不足するため、ボタン電池からＲＡＭへはほとんど電流は流れないと考えられます。
ですので現在のままの回路でも支障はないと思いますが、それでも気になる場合にはダイオードＤ１を外してください。
ハンダゴテで外さなくても、ニッパーなどでリード線をカットして除去するほうが簡単です。
Ｄ２についてはこのままで構いません。
構いませんけれど、Ｄ２をショートすれば回路のＶｃｃに＋５Ｖがフルに供給されることになりますから、より完全を望まれるのでしたらＤ２の代わりにリード線などでショートしてください。
こちらもＤ２をわざわざはずさなくても、基板裏でＤ２をリード線などでショートするのが簡便です。
Ｄ１をつけたままＤ２をショートするのは厳禁です。
Ｄ２をショートするのはＤ１の取り外しが条件であることをご理解ください。

Ｄ１を外してＤ２はショートしました。


１６ビットマイコンボードの製作［第１０３回］
２０１８．１０．２３ｕｐｌｏａｄ

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