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半導体

4000シリーズ

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このところ汎用ロジックを取り上げることが多いですが、今回もCMOS汎用ロジックICです。

4000シリーズ
最近では存在感が失われつつありますが一部品種は今でも現行品な4000シリーズCMOS汎用ロジックICです。

このシリーズは低消費電力なこと以外に、電源電圧範囲が3V~18V(メーカによっては20V)と広く乾電池電源を安定化せずにそのまま使えるため工作の入門用に広く使われました。今でも「高電圧ロジック」などと呼ばれて残っています。

一方で遅延が大きく高速回路には使いづらかったのでマイコン回路などでは出番は少なくなりました。

Signetics N8T380N

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先日のHD2501に続き、最近見かけない汎用ロジックのシリーズを取り上げます。

N8T380N
SigneticsのN8T380N Quad Bus Receiver with Hysteresis-Schmitt Triggerです。名称からはわかりませんが、2入力のNORになっています。

この8Tシリーズは主にインターフェイス系の機能のデバイスで構成されています。まとまった資料が少なくて不明なことが多いのですが、わかっているかぎりを一覧にしてみます。

Hitachi HD2501P

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これまたジャンク箱から出てきてた古いICです。

HD2501P
日立製のHD2501P、「HD」ということはディジタル系のICで、1974年40週に製造でしょうか?

実は「7440」はデートコードではありません。

ちなみに機能はというと「Dual 4-Input NAND Buffer」です。

Texas Instrumentsはこの機能のICにSN7440という型番を与えています。

つまり「7440」はSN7440の互換品ですよということだったのです。

現在ではSN74シリーズの番号は一般化しており、どのメーカも当然のごとく型番に含めていますが、以前は各社独自の型番を使用していました。

以下にSN7440相当品で「7440」以外の型番の例を挙げてみましょう。

ZIPなDRAM

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以前、LBP-A404EMicroline 801PSで取り上げたことのあるZIPのICの未実装品を見つけました。

MB81256-10
富士通のMB81256-10PSZ、256k×1bitのDRAMです。DRAMとSDRAMで紹介したMB81256-15と同じもので、こちらは「-10」ですからアクセスタイムが100nsの高速版ですね。

型番の「PSZ」がパッケージがZIPであることを表していますが実物へのマーキングはされていません。見ればわかるので省略したのでしょうか。

NMOS Z80 CPU のクロック

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先日クロック信号について書いた時、資料に面白い記述を見つけたので今回はそれについて書いてみます。

それは1978年3月版のZ80 CPUの仕様のAC特性にあった以下の記述です。『Z80ファミリ・ハンドブック』もこれを元にしていると思われます。

uPD71051

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これまでにもNECのVシリーズのペリフェラルをいくつか取り上げましたが、有名なものがまだでした。

uPD71051C
NECのμPD71051C、Intel 8251をCMOS化してVシリーズの一員としたものです。μPD71054μPD71055等と同じですね。

基本8251をCMOS化したものですが、一点拡張されています。それはスタンバイ・モードで、CMOS化により消費電力が減っただけではなくこのモードにすることによりさらに消費電力を低減させることが可能です。他のμPD71055などにはこの機能はありませんが、なぜμPD71051にのみにあるのかはよくわかりません。

CDP1824E

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今回のものはちょっと変り種のSRAMです。

CDP1824E
RCAのCDP1824E、32×8bit構成のCMOS SRAMです。32k×8bitの間違いではありませんので念のため。

これの何が変り種かというと容量の少なさではありません。

通常SRAMなどのメモリというのは汎用品で、特定のプロセッサファミリに属してはいないものです。ところがこのCDP1824はCDP1802のファミリに属しています。

昔のクロック信号(タイミング編)

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前回はクロックに特殊な電圧レベルを要求するものを取り上げましたが、今回は特殊なタイミングを要求するものたちです。

多相クロック

複数のクロック入力を持っており、それぞれのクロックの間の関係が規定されています。

Intel 8080など

多相クロックの最も一般的なパターンで、2つのクロックφ1, φ2を交互に"H"にします。φ1, φ2が同時に"H"になってはいけません。

この仲間には以下のようなプロセッサも含まれます。

昔のクロック信号(電圧レベル編)

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先日のZ8581NS32C201, 8080用の8224など、昔のプロセッサには専用のクロックICが用意されていることがよくありました。

普通のロジックICで扱えないほど周波数が高いわけでも無いのに何故専用ICが用意されていたのでしょう?

それは電圧レベル的にもタイミング的にも特殊な信号が要求されることが多かったからです。通常ロジックレベルの矩形波を供給すればよい、組み込み用なら発振回路も内蔵されていて水晶を繋げるだけで良いこともある、現在とは状況が違っていました。

電圧レベル

Intel 8080

まずはかなり厄介な部類のIntel 8080のDC特性をデータシートから拾ってみます。

Zilog Z8581

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ちょっと珍しいZilogのICが出てきました。

Z8581PS
Z8581PS、18ピンDIPのICです。Zilogといえばプロセッサとその周辺デバイス、18ピンのこれは何でしょう?

16ピンのSN76489のような例外が無いわけではありませんが、CPUバスに接続するデバイスにしてはピン数が少なすぎます。

8581という番号からはZ8000シリーズ関連が疑われます。

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