tranZPUter SW-700

序文

v1.3 ハードウェアの Git ブランチ v2.2-tranZPUter-SW-HW_700_v1.3 における初期リリースは Sharp MZ-700 ホストを対象としており、機能と性能の面でマシンを大幅にアップグレードし、信頼性が高く十分に成熟したものとなっています。

最近、tranZPUter SW-700 プロジェクトを Sharp MZ-2000 に移植し、MZ-2000 互換のビデオモードを提供するだけでなく、Sharp MZ シリーズ FPGA エミュレーション の組み込みも含めて VHDL を大幅にアップグレードしました。この変更は大規模なものであり、CPLD と VHDL ロジックの基本的な構造変更、ビデオ信号ドーターボードアダプター（試作品を以下に掲載）、および MZ-2000 グラフィックスロジックをサポートするためのビデオコントローラーの更新が必要でした。

概要

tranZPUter SW-700

ハードウェア

v1.2 回路図

バージョン 1.2 は tranZPUter SW-700 設計の最初の公式リリースです。Sharp MZ-80A tranZPUter SW v2.2 と Video Module v2.0 をベースに、Sharp MZ-700 プラットフォームに最適化されています。

v1.2 Z80 アップグレード回路図

v1.2 K64 I/O プロセッサー

v1.2 JTAG プログラミングと発振器

v1.2 電源

v1.2 ビデオインターフェース

v1.2 PCB

v1.3 回路図

バージョン 1.3 は v1.2 の動作設計を引き継ぎ、FPGA をより高度なコンポーネントである Cyclone IV EP4CE75（75K ロジックエレメントデバイス、340KB を超えるブロック RAM）に変更しています。ビルド時オプションで Cyclone IV EP4CE115（115K ロジックエレメントデバイス、480K を超えるブロック RAM）を使用することができます。これらのデバイスにより、より高度なグラフィックス、より高い解像度、より多くの同時使用カラーが可能になります。また、「ソフト」HDL ベースの CPU の作成も可能にし、完全に FPGA ベースになる（つまり Z80 なし、ただし FPGA でソフト CPU としてインスタンス化された Z80 のみを含む Z80 エクステンダーソケット）オリジナルの ZPU ベースの tranZPUter の次のイテレーションへのステッピングストーンとなります。

v1.3 Z80 アップグレード回路図

v1.3 K64 I/O プロセッサー

v1.3 JTAG プログラミングと発振器

v1.3 電源

v1.3 ビデオインターフェース

v1.3 PCB

設計詳細

K64F Z80 ホスト API

// Structure to contain inter CPU communications memory for command service processing and results.
// Typically the z80 places a command into the structure in its memory space and asserts an I/O request,
// the K64F detects the request and reads the lower portion of the struct from z80 memory space,
// determines the command and then either reads the remainder or writes to the remainder. This struct
// exists in both the z80 and K64F domains and data is sync'd between them as needed.
//
typedef struct __attribute__((__packed__)) {
    uint8_t                          cmd;                                // Command request.
    uint8_t                          result;                             // Result code. 0xFE - set by Z80, command available, 0xFE - set by K64F, command ack and processing. 0x00-0xF0 = cmd complete and result of processing.
    union {
        uint8_t                      dirSector;                          // Virtual directory sector number.
        uint8_t                      fileSector;                         // Sector within open file to read/write.
        uint8_t                      vDriveNo;                           // Virtual or physical SD card drive number.
    };
    union {
        struct {
            uint16_t                 trackNo;                            // For virtual drives with track and sector this is the track number
            uint16_t                 sectorNo;                           // For virtual drives with track and sector this is the sector number. NB For LBA access, this is 32bit and overwrites fileNo/fileType which arent used during raw SD access.
        };
        uint32_t                     sectorLBA;                          // For LBA access, this is 32bit and used during raw SD access.
        struct {
            uint8_t                  memTarget;                          // Target memory for operation, 0 = tranZPUter, 1 = mainboard.
            uint8_t                  spare1;                             // Unused variable.
            uint16_t                 spare2;                             // Unused variable.
        };
    };
    uint8_t                          fileNo;                             // File number of a file within the last directory listing to open/update.
    uint8_t                          fileType;                           // Type of file being processed.
    union {
        uint16_t                     loadAddr;                           // Load address for ROM/File images which need to be dynamic.
        uint16_t                     saveAddr;                           // Save address for ROM/File images which need to be dynamic.
        uint16_t                     cpuFreq;                            // CPU Frequency in KHz - used for setting of the alternate CPU clock frequency.
    };
    union {
        uint16_t                     loadSize;                           // Size for ROM/File to be loaded.
        uint16_t                     saveSize;                           // Size for ROM/File to be saved.
    };
    uint8_t                          directory[TZSVC_DIRNAME_SIZE];      // Directory in which to look for a file. If no directory is given default to MZF.
    uint8_t                          filename[TZSVC_FILENAME_SIZE];      // File to open or create.
    uint8_t                          wildcard[TZSVC_WILDCARD_SIZE];      // A basic wildcard pattern match filter to be applied to a directory search.
    uint8_t                          sector[TZSVC_SECTOR_SIZE];          // Sector buffer generally for disk read/write.
} t_svcControl;

API コマンドリスト

API 結果リスト

K64F GPIO 構成

K64F ポートとビット割り当て

GPIO ビットと Z80 アドレスラインのマッピング

GPIO ビットと Z80 データラインのマッピング

Z80 メモリモード

MZ700/MZ800 メモリモード

Z80 CPU 周波数切り替え

• tranZPUter はすべての機能において 1Hz から 24MHz の範囲で信頼性があります。
• マザーボードへのアクセス時、周波数は 3.54MHz（システムクロック）まで遅くなり、マザーボードアクセスが完了した後に高い周波数に戻ります。

Z80 CPU 周波数切り替えポート

システム設定

CPLD は内部設定レジスタを保持しており、基盤となるホストとの動作方法を変更できます。以下の表はポートと各ビットの機能を示しています。

システム設定レジスタ（0x6E - 10 進数 110）

注：実装された互換モードは以下の段落に記載されており、他のモードはまだ実装されていません。未実装のモードを選択するとマッピングなしになり、基本の MZ-700 ハードウェアに戻ります。

CPLD は実行中のマシンの機能を示す読み取り専用の情報レジスタも保持しています。

システム情報レジスタ（0x6F - 10 進数 111）

CPLD は基盤となるホストの細かい制御を支援するための基本的なコマンド機能を含んでいます。コマンドは CPLD コマンドレジスタへの書き込みによって開始されます。

システムコマンドレジスタ（0x6B - 10 進数 107）

ソフトプロセッサ

2 番目に追加されたプロセッサは ZPU Evolution です。これは Øyvind Harboe（Zylin AS）によって組み込みシステムで監視モードで実行するための最小ロジックサイズ CPU として最初に書かれた 32 ビットスタックベースプロセッサです。設計にはいくつかの拡張（ZPU Flex と ZPUINO が注目されます）がありましたが、どちらも Sharp MZ シリーズエミュレーターへの組み込みに求めるものを提供しなかったため、速度と拡張性を向上させるために再設計して ZPU Evolution を作成しました。

ZPU Evolution は組み込まれることを意図していたため、zOS はこの機能を念頭に置いて書かれました。デバイス内でタスクを実行してその機能を強化し、シリアル接続を介したインタラクティブセッションを提供するための OS です。シリアル接続に接続されたコンソールを使用すると、アプリケーションを実行したり、ハードウェアを制御したり、メモリやプロセスフローを検査/更新したりできる MS-DOS のような環境が提供されます。これは FPGA 内で実行するソフト ZPU Evolution を操作するための理想的なツールであり、Sharp MZ シリーズエミュレーターなどのエンドアプリケーション内で実行していました。tranZPUter SW プロジェクトが誕生したとき、zOS は K64F に移植され、tranZPUter SW と Sharp MZ ホスト内で接続できるようになったことで設計とデバッグに大いに役立ちました。

ZPU Evo を tranZPUter SW-700 の「ソフト」プロセッサとして追加するには zOS の進化が必要でした。シリアル接続がなくなり、キーボードやスクリーンなどを直接制御する必要が生じました。これにより SharpMZ モジュールが追加され、zOS に Sharp MZ-700 のキーボードとスクリーンを駆動するための基本的なハードウェア抽象化レイヤーが提供され、ANSI ターミナルエミュレーターを含む基本的なユーザー I/O 機能が提供されました。ZPU が Sharp MZ-700 モニターから選択されると、zOS が起動してインタラクティブな MS-DOS のような環境が提示されます。tbasic、mbasic、kilo（VT100 ベースのスクリーンエディター）などの基本的なアプリケーションがあり、これらはすべて zOS の apps セクションにあります。想像できるように zOS 上で実行できるソフトウェアはあまり多くありませんが、多くのオープンソースプロジェクトを移植できます。制限要因は GNU C/C++ 99 標準コンパイラまたはスレッド制御や仮想メモリなどの欠けている機能です。

現在、FPGA にはこのプロセッサとそのサポート回路を実装するためのリソースがあるため、NIOSII プロセッサを MMU と共にインスタンス化することを検討しています。最終結果は Sharp MZ-700 上で実行する Linux となり、はるかに有用なプラットフォームになるでしょう。このページが更新されるまでこれは進行中の作業と考えてください。

CPU 設定レジスタ

CPU 設定レジスタ（0x6C - 10 進数 108）

FPGA はソフトプロセッサの機能を示す読み取り専用の情報レジスタを保持しています。

CPU 情報レジスタ（0x6D - 10 進数 109）

ZPU メモリマップ

ZPU には設定可能な線形アドレス空間があり、通常 18〜32 ビット幅です。ソフトプロセッサとして使用する場合は 24 ビットに設定されます。

ビデオモジュール

プログラマブルレジスタ

ビデオ機能を利用するために、すべての機能にアクセスできるレジスタセットが設計されています。

機能は以下のようにグループ化されています：

• 制御 - ビデオ機能モードの設定、列幅の設定、カラー/モノクロ機能の設定。
• グラフィックス - グラフィックス機能の設定。
• GPU - ビデオ処理を高速化するため内蔵グラフィックスプロセッサにタスクをオフロード。
• パレット - 表示パレットの設定と構成。

レジスタは上位 I/O 領域の 0xD0〜0xFD にあり、標準の Z80 I/O コマンド IN/OUT でアクセスします。特に明記されていない限り、すべてのレジスタは読み書き可能で、読み出すと現在格納されている値が返されます。

制御レジスタ（0xA8 - 10進数 168）

これはビデオモードレジスタです。ビデオモジュールが動作するハードウェアモデルのほか、出力表示の列幅とカラー機能を指定します。

グラフィックスモードレジスタ（0xA9 - 10進数 169）

これはグラフィックスモード制御レジスタです。出力するビデオの内容、合成方法、読み書き可能なグラフィックス RAM バンクを指定します。

カラーライターレジスタ（0xAA - 10進数 170 ～ 0xAC - 10進数 172）

メモリページレジスタ（0xAD - 10進数 173）

このレジスタは、ビデオメモリを Z80 アドレス空間に有効化する役割を担います。グラフィックスモードレジスタで選択した 3 色のうち 1 つの 16KB GRAM を Z80 アドレス C000:FFFF に、または CGROM を Z80 アドレス空間 D000:DFFF に有効化することができます。このレジスタは他のすべてのメモリページ設定を上書きします。

ビデオモジュールステータスレジスタ（0xAD - 10進数 173）

このレジスタはビデオモジュールのステータスを報告します。ビット 7 と 0 はメモリページレジスタ設定の報告用に予約されています。

GPU パラメーターレジスタ（0xB2 - 10進数 178）

GPU コマンドレジスタ（0xB3 - 10進数 179）

GPU ステータスレジスタ（0xB3 - 10進数 179）

このレジスタは現在の GPU ステータスを返し、新しいコマンドを要求する前にポーリングする必要があります。

VGA ボーダー領域およびアトリビュートレジスタ（0xBE - 10進数 190）

VGA モードでは、グラフィックス RAM/VRAM の拡大が通常は空白のままにされる表示領域全体を完全には埋めません。このレジスタを使用することで、必要に応じて異なる色を適用できるようアトリビュートを設定できます。

VGA モードレジスタ（0xBF - 10進数 191）

VGA モードレジスタ。外部ディスプレイの出力解像度と周波数を設定します。

パレット選択レジスタ（0xB0 - 10進数 176）

パレット設定オフポインターレジスタ（0xA3 - 10進数 163）

このレジスタは、ピクセル（R/G/B）がオフ状態の場合に設定するパレット番号を設定します。つまり、ピクセルがオフのときに出力される色です。このレジスタへの書き込みは、実際のパレット色レジスタへの書き込みの前に行います。

パレット設定オンポインターレジスタ（0xA4 - 10進数 164）

このレジスタは、ピクセル（R/G/B）がオン状態の場合に設定するパレット番号を設定します。つまり、ピクセルがオンのときに出力される色です。このレジスタへの書き込みは、実際のパレット色レジスタへの書き込みの前に行います。

パレット赤値設定レジスタ（0xA5 - 10進数 165）

このレジスタは、オフ/オンポインターレジスタで選択したパレットで使用する 5 ビットの赤値を設定します。

パレット緑値設定レジスタ（0xA6 - 10進数 166）

このレジスタは、オフ/オンポインターレジスタで選択したパレットで使用する 5 ビットの緑値を設定します。

パレット青値設定レジスタ（0xA7 - 10進数 167）

このレジスタは、オフ/オンポインターレジスタで選択したパレットで使用する 5 ビットの青値を設定します。

ビデオモードパラメーター設定レジスタ（0xA0 - 10進数 160）

ビデオモード下位パラメーターバイト設定レジスタ（0xA1 - 10進数 161）

このレジスタは、ビデオモードパラメーターレジスタで選択したパラメーターの下位バイトを書き込むために使用します。たとえば、パラメーター 0 が設定されている場合、このレジスタへの書き込みにより H_DSP_START パラメーターの下位バイトが更新されます。

ビデオモード上位パラメーターバイト設定レジスタ（0xA2 - 10進数 162）

このレジスタは、ビデオモードパラメーターレジスタで選択したパラメーターの上位バイトを書き込むために使用します。たとえば、パラメーター 0 が設定されている場合、このレジスタへの書き込みにより H_DSP_START パラメーターの上位バイトが更新されます。

ダイレクトアクセスモード

ビデオコントローラーは、CPLD メモリマネージャーを経由しない 24 ビットアドレスを使用したダイレクトアクセスモードを備えています。このモードは K64F I/O プロセッサーまたは FPGA 上にインスタンス化されたソフトプロセッサーで使用できます。以下の表で Y はアドレスオフセットを指し、ZPU 構成では 0xE00000 となります。

互換性モード

ハードウェア記述言語

複合論理デバイス - MAX 7000A

CPLD は、オリジナルの tranZPUter SW にある個別ロジックとフラッシュ RAM デコーダーに置き換わるものです。Sharp MZ-700 からの Z80 信号と tranZPUter Z80 アップグレードロジックに直接インターフェースします。その目的は以下を提供することです。

• Z80 メモリマップデコーディング
• Z80 バス制御
• FPGA 内部のプロセッサーが基盤となるホストハードウェアを制御できる双方向バス制御。
• ウェイトステート生成
• ハードウェアリマッピング
• 電圧変換

CPLD 構成を形成するソースファイルは以下の通りです：

<host> = MZ700 - Sharp MZ-700 ホスト上で動作する tranZPUter SW-700 用 HDL。
               = MZ2000 - Sharp MZ-2000 ホスト上で動作する tranZPUter SW-700 用 HDL。

CPLD ビットストリームのビルド

コンパイル：

   1. Quartus Prime v13.0.1 を起動します（ローカルインストールまたは Docker イメージ）。
   2. 'File->Open Project' に移動し、リポジトリのクローンが保存されているディレクトリを検索して、<Clone Path>/tranZPUter/CPLD/build/tranZPUterSW700.qpf のファイルを選択します。これにより CPLD tranZPUter SW-700 プロジェクトが開きます。
   3. 'Processing->Start' コンパイルを選択します - 警告メッセージは無視して構いません。
   4. 完了すると、<Clone Path>/tranZPUter/CPLD/build/output_files ディレクトリに tranZPUterSW700.sof という名前のビットストリームが作成されます。

プログラミング：

   1. CPLD にビットストリームをアップロードするには、tranZPUter SW-700 ボードの 10 ピン JTAG IDC コネクターに USB ポートで接続した Altera USB Blaster が必要です。
   2. Quartus Prime で 'Tools->Programmer' に移動すると、新しいプログラマーウィンドウが起動します。
   3. プログラマーウィンドウで 'Hardware Setup' をクリックして USB アダプターを選択し、'Close' をクリックします。
   4. 'Auto Detect' をクリックすると、EPM7512AET144、EP3C25E144、EPCS16 の 3 つのデバイスが見つかるはずです。
   5. EPM7512AET144 デバイスを右クリックし、Add File を選択して <Clone Path>/tranZPUter/CPLD/build/output_files/tranZPUterSW700.sof にある sof ファイルを選択し、Open をクリックします。
   6. EPM7512AET144 に対して 'Program/Configure' と 'Verify' のチェックボックスを選択します。
   7. 'Start' をクリックすると、CPLD にコンパイル済みビットストリームがプログラムされます。

フィールドプログラマブルゲートアレイ

ソフト ZPU プロセッサーを使用して、zOS オペレーティングシステムは MZ-700 コンソール上のホストオペレーティングシステムとして機能し、ARM Cortex-M4 K64F I/O プロセッサーの組み込みオペレーティングシステムとしても機能します。

FPGA バージョン 1.2 - Cyclone III

tranZPUter SW-700 ハードウェアのバージョン 1.2 の Cyclone III FPGA は、Sharp MZ-700 向けに強化されたビデオ機能を提供します。Sharp MZ エミュレーターをベースとして、Sharp MZ ビデオハードウェア機能のほぼすべてとカラーピクセルマップグラフィックスを提供できます。また、GPU（グラフィックスプロセッシングユニット）の初期的な基盤も提供します。FPGA が提供する機能：

• Sharp MZ 機のビデオ機能：MZ-80K、MZ-80C、MZ-1200、MZ-80A、MZ-700、MZ-80B（GRAM I/II 含む）。
• カラーピクセルグラフィックスモード、8 色 640x200 および 320x200。
• 複数のビデオ出力モード：オリジナル、VGA 640x480@60Hz、VGA 800x600@60Hz、VGA 1024x768@60Hz。

FPGA v1.2 ビットストリームのビルド

コンパイル：

   1. Quartus Prime v13.1 を起動します（ローカルインストールまたは Docker イメージ）。
   2. 'File->Open Project' に移動し、リポジトリのクローンが保存されているディレクトリを検索して、<Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/VideoController700.qpf のファイルを選択します。これにより FPGA tranZPUter SW-700 プロジェクトが開きます。
   3. 'Processing->Start Compilation' を選択します - 警告メッセージは無視して構いません。
   4. 完了すると、<Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/output_files ディレクトリに VideoController700.sof という名前のビットストリームが作成されます。

FPGA のプログラミング：

   1. FPGA にビットストリームをアップロードするには、tranZPUter SW-700 ボードの 10 ピン JTAG IDC コネクターに USB ポートで接続した Altera USB Blaster が必要です。
   2. Quartus Prime で 'Tools->Programmer' に移動すると、新しいプログラマーウィンドウが起動します。
   3. プログラマーウィンドウで 'Hardware Setup' をクリックして USB アダプターを選択し、'Close' をクリックします。
   4. 'Auto Detect' をクリックすると、EPM7512AET144、EP3C25E144、EPCS16 の 3 つのデバイスが見つかるはずです。
   5. EP3C25E144 デバイスを右クリックし、'Edit->Add File' を選択して <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/output_files/VideoController700.sof にある sof ファイルを選択し、Open をクリックします。
   6. EP3C25E144 に対して 'Program/Configure' のチェックボックスを選択します。
   7. 'Start' をクリックすると、FPGA にコンパイル済みビットストリームがプログラムされます。
   8. FPGA のプログラミングは永続的ではなく、電源を切るとビットマップが失われます。プログラミングを永続的にするには、以下の手順に従って EPCS16 をプログラムしてください。

EPCS16 のプログラミング：

   1. EPCS16（FPGA が電源投入時に読み出す不揮発性シリアルフラッシュ RAM）にビットストリームをアップロードするには、tranZPUter SW-700 ボードの 10 ピン JTAG IDC コネクターに USB ポートで接続した Altera USB Blaster が必要です。
   2. Quartus Prime で 'File->Convert Programming Files' に移動すると、新しい 'Convert Programming File' ウィンドウが起動します。
   3. Convert Programming File ウィンドウで：
     3a. 'Programming File Type' をクリックし、JTAG Indirect Configuration File を選択します。
     3b. 'Configuration Device' をクリックし、EPCS16 を選択します。
     3c. 'File Name' をクリックし、<Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/output_files/VideoController700.sof を選択します。
     3d. 'Flash Loader' をクリックし、'Add Device' ボタンをクリックします。Cyclone III -> EP3C25 を選択し、OK をクリックします。
     3e. 'SOF Data' をクリックし、'Add File' ボタンをクリックします。出力ファイル <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/output_files/VideoController700.jic を選択し、OK をクリックします。
     3f. 'Generate' ボタンをクリックすると、出力 JIC ファイルが <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/output_files/VideoController700.jic として作成されます。
     3g. 'Close' をクリックして Convert Programming File ウィンドウを閉じます。
   4. Quartus Prime で 'Tools->Programmer' に移動すると、新しいプログラマーウィンドウが起動します。
   5. プログラマーウィンドウで 'Hardware Setup' をクリックして USB アダプターを選択し、'Close' をクリックします。
   6. 'Auto Detect' をクリックすると、EPM7512AET144、EP3C25E144、EPCS16 の 3 つのデバイスが見つかるはずです。
   7. EP3C25E144 デバイスを右クリックし、'Edit->Add File' を選択して <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/output_files/VideoController700.sof にある sof ファイルを選択し、Open をクリックします。
   8. EPCS16 デバイスを右クリックし、'Edit->Add File' を選択して <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.2/build/output_files/VideoController700.jic にある jic ファイルを選択し、Open をクリックします。
   9. EP3C25E144 に対して 'Program/Configure' のチェックボックスを選択します。
  10. EPCS16 に対して 'Program/Configure' と 'Verify' のチェックボックスを選択します。
  11. 'Start' をクリックすると、FPGA と EPCS16 不揮発性フラッシュ RAM にコンパイル済みビットストリームがプログラムされます。
  12. FPGA のプログラミングは永続的になり、電源サイクルをまたいで保持されます。

FPGA バージョン 1.3 - Cyclone IV

tranZPUter SW-700 ハードウェアのバージョン 1.3 の Cyclone IV FPGA は、Sharp MZ-700 向けの v1.2 ボードの強化されたビデオ機能だけでなく、ZPU EVO(lution) などのソフト CPU セットも提供します。この FPGA が提供する機能：

• Sharp MZ 機のビデオ機能：MZ-80K、MZ-80C、MZ-1200、MZ-80A、MZ-700、MZ-800、MZ-80B（GRAM I/II 含む）、MZ-2000（GRAM I/II/III 含む）。
• カラーピクセルグラフィックスモード、8 色 640x400、640x200 および 320x200。
• 複数のビデオ出力モード：オリジナル 50Hz、オリジナル 60Hz、VGA 640x480@60Hz、VGA 800x600@60Hz。
• T80 ソフト CPU（VHDL で記述された Z80 互換プロセッサー）。
• ZPU EVO(lution) ソフト CPU（zOS オペレーティングシステムを実行する 32 ビットスタックベースプロセッサー）。
• MZ-80K から MZ-2200 までのすべての Sharp MZ 機のハードウェアエミュレーションを提供する Sharp MZ シリーズ FPGA エミュレーション。

FPGA v1.3 ビットストリームのビルド

コンパイル：

   1. Quartus Prime v17.1 を起動します（ローカルインストールまたは Docker イメージ）。
   2. 'File->Open Project' に移動し、リポジトリのクローンが保存されているディレクトリを検索して、<Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/coreMZ.qpf のファイルを選択します。これにより FPGA tranZPUter SW-700 プロジェクトが開きます。
   3. 'Processing->Start Compilation' を選択します - 警告メッセージは無視して構いません。
   4. 完了すると、<Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/output_files ディレクトリに VideoController700.sof という名前のビットストリームが作成されます。

FPGA のプログラミング：

   1. FPGA にビットストリームをアップロードするには、tranZPUter SW-700 ボードの 10 ピン JTAG IDC コネクターに USB ポートで接続した Altera USB Blaster が必要です。
   2. Quartus Prime で 'Tools->Programmer' に移動すると、新しいプログラマーウィンドウが起動します。
   3. プログラマーウィンドウで 'Hardware Setup' をクリックして USB アダプターを選択し、'Close' をクリックします。
   4. 'Auto Detect' をクリックすると、EPM7512AET144、EP4CE75F23、EPCS64 の 3 つのデバイスが見つかるはずです。
   5. EP3C25E144 デバイスを右クリックし、'Edit->Add File' を選択して <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/output_files/coreMZ.sof にある sof ファイルを選択し、Open をクリックします。
   6. EP4CE75F23 に対して 'Program/Configure' のチェックボックスを選択します。
   7. 'Start' をクリックすると、FPGA にコンパイル済みビットストリームがプログラムされます。
   8. FPGA のプログラミングは永続的ではなく、電源を切るとビットマップが失われます。プログラミングを永続的にするには、以下の手順に従って EPCS54 をプログラムしてください。

EPCS16 のプログラミング：

   1. EPCS16（FPGA が電源投入時に読み出す不揮発性シリアルフラッシュ RAM）にビットストリームをアップロードするには、tranZPUter SW-700 ボードの 10 ピン JTAG IDC コネクターに USB ポートで接続した Altera USB Blaster が必要です。
   2. Quartus Prime で 'File->Convert Programming Files' に移動すると、新しい 'Convert Programming File' ウィンドウが起動します。
   3. Convert Programming File ウィンドウで：
     3a. 'Programming File Type' をクリックし、JTAG Indirect Configuration File を選択します。
     3b. 'Configuration Device' をクリックし、EPCS64 を選択します。
     3c. 'File Name' をクリックし、<Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/output_files/coreMZ.sof を選択します。
     3d. 'Flash Loader' をクリックし、'Add Device' ボタンをクリックします。Cyclone IV -> EP4CE75 を選択し、OK をクリックします。
     3e. 'SOF Data' をクリックし、'Add File' ボタンをクリックします。出力ファイル <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/output_files/coreMZ.jic を選択し、OK をクリックします。
     3f. 'Generate' ボタンをクリックすると、出力 JIC ファイルが <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/output_files/coreMZ.jic として作成されます。
     3g. 'Close' をクリックして Convert Programming File ウィンドウを閉じます。
   4. Quartus Prime で 'Tools->Programmer' に移動すると、新しいプログラマーウィンドウが起動します。
   5. プログラマーウィンドウで 'Hardware Setup' をクリックして USB アダプターを選択し、'Close' をクリックします。
   6. 'Auto Detect' をクリックすると、EPM7512AET144、EP4CE75F23、EPCS64 の 3 つのデバイスが見つかるはずです。
   7. EP3C25E144 デバイスを右クリックし、'Edit->Add File' を選択して <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/output_files/coreMZ.sof にある sof ファイルを選択し、Open をクリックします。
   8. EPCS16 デバイスを右クリックし、'Edit->Add File' を選択して <Clone Path>/tranZPUter/FPGA/SW700/v1.3/build/output_files/coreMZ.jic にある jic ファイルを選択し、Open をクリックします。
   9. EP4CE75F23 に対して 'Program/Configure' のチェックボックスを選択します。
  10. EPCS64 に対して 'Program/Configure' と 'Verify' のチェックボックスを選択します。
  11. 'Start' をクリックすると、FPGA と EPCS64 不揮発性フラッシュ RAM にコンパイル済みビットストリームがプログラムされます。
  12. FPGA のプログラミングは永続的になり、電源サイクルをまたいで保持されます。

Docker 上の Quartus Prime

1. リポジトリをクローン：

    cd ~
    git clone https://git.eaw.app/eaw/zpu.git
    cd zpu/docker/QuartusPrime
   

   
   現在の設定では Quartus Prime の Lite バージョンをビルドします。Standard バージョンをインストールする場合は、Docker イメージをビルドする前に：

    編集：        zpu/docker/QuartusPrime/Dockerfile.13.0.1
    コメント解除：   '#ARG QUARTUS=QuartusSetup-13.0.1.232.run'
    コメントアウト： 'ARG QUARTUS=QuartusSetupWeb-13.0.1.232.run'
   

   ライセンスファイルがある場合：

    コピー： <your license file> を zpu/docker/QuartusPrime/files/license.dat へ
    編集：  zpu/docker/QuartusPrime/run.sh
    変更： MAC_ADDR="02:50:dd:72:03:01" をライセンスファイルの MAC アドレスに変更。
   

   Docker イメージをビルド：

    docker build -f Dockerfile.13.0.1 -t quartus-ii-13.0.1 --build-arg user_uid=`id -u`  --build-arg user_gid=`id -g` --build-arg user_name=`whoami` .
   

   
   Quartus Prime 13.1 または 17.1.1 の場合は 13.0.1 を必要なバージョンに置き換えてください。Quartus Prime 13.0.1 は古い MAX CPLD デバイスをサポートします。Quartus Prime 13.1 は古い Cyclone III デバイスをサポートし、17.1.1 は Cyclone IV デバイスをサポートします。

2. X DISPLAY 変数を X サーバーを指すように設定：

    export DISPLAY=<x server ip or hostname>:<screen number or :<screen number>>
    # 例： export DISPLAY=192.168.1.1:0
   

   X サーバーマシン上で以下のコマンドを実行：

    xhost +
    # またはプライベートでないネットワークでセキュリティを維持するには xhost <ip of docker host>
   

3. Quartus からアクセス可能なプロジェクトディレクトリを設定。

    編集：        zpu/docker/QuartusPrime/run.sh
    変更：      PROJECT_DIR_HOST=<Quartus Prime からアクセスしたいホスト上の場所>
    変更：      PROJECT_DIR_IMAGE=<上記ホストディレクトリがマップされる Quartus Prime 実行コンテナ内の場所>
    # 例： PROJECT_DIR_HOST=/srv/quartus
              PROJECT_DIR_IMAGE=/srv/quartus
   

4. 提供された bash スクリプト ‘run_quartus.sh’ を使用してイメージを実行します。このスクリプトは

    ./run_quartus.sh
   

   
   これにより Quartus Prime と対話型 bash シェルが起動します。
   初回起動時は現在ライセンスファイルの確認を求めます。'Run the Quartus Prime software' をクリックし、OK をクリックしてください。
   
   ホストデバイスは実行中の Docker コンテナにマップされているため、USB Blaster を接続するとプログラマーツール内で認識されます。インストールの一部として、USB-Blaster と USB-Blaster II の udev ルール、および CYC1000 開発ボード用の Arrow USB-Blaster ドライバーもインストールします。

5. Quartus Prime を停止するには：

    # メインの Quartus Prime GUI ウィンドウで File->Exit から終了するか
    # または
    docker stop quartus
   

   
   

ソフトウェア

zOS

オペレーティングシステムの詳細については zOS のセクションを参照してください。標準機能とツールに加えて、以下のアプリケーションが追加されています：

TZDUMP v1.1

コマンド:-
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -a | --start             開始アドレス。

オプション:-
  -e | --end               終了アドレス（--size の代替として使用可能）。
  -s | --size              ダンプするメモリブロックのサイズ（--end の代替として使用可能）。
  -f | --fpga              操作は FPGA メモリに対して行われます。このフラグなしのデフォルトは tranZPUter メモリを対象とします。
  -m | --mainboard         操作は MZ80A マザーボード上で行われます。このフラグなしのデフォルトは tranZPUter メモリを対象とします。
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  tzdump -a 0x000000 -s 0x200   # 0x000000 から 0x000200 まで tranZPUter メモリをダンプ。

TZCLEAR v1.1

コマンド:-
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -a | --start             開始アドレス。

オプション:-
  -e | --end               終了アドレス（--size の代替として使用可能）。
  -s | --size              クリアするメモリブロックのサイズ（--end の代替として使用可能）。
  -b | --byte              クリアした各メモリ位置に書き込むバイト値。デフォルトは 0x00。
  -f | --fpga              操作は FPGA メモリに対して行われます。このフラグなしのデフォルトは tranZPUter メモリを対象とします。
  -m | --mainboard         操作は MZ80A マザーボード上で行われます。このフラグなしのデフォルトは tranZPUter メモリを対象とします。
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  tzclear -a 0x000000 -s 0x200 -b 0xAA  # tranZPUter メモリの 0x000000 から 0x000200 までを値 0xAA でクリア。

TZCLK v1.0

コマンド:-
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -f | --freq              希望する CPU クロック周波数。

オプション:-
  -e | --enable            セカンダリ CPU クロックを有効化。
  -d | --disable           セカンダリ CPU クロックを無効化。
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  tzclk --freq 4000000 --enable  # セカンダリ CPU クロック周波数を 4MHz に設定し、tranZPUter ボード上での使用を有効化。

TZRESET v1.0

コマンド:-
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -r | --reset             ハードウェアリセットを実行。
  -l | --load              デフォルト ROM を再ロード。
  -m | --memorymode <val>  メモリモードの設定。

オプション:-
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  tzreset -r        # Z80 および関連する tranZPUter ロジックをリセット。

TZIO v1.1

コマンド:-
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -o | --out <port>        I/O アドレスへ出力。
  -i | --in <port>         I/O アドレスから入力。

オプション:-
  -b | --byte              --out コマンドで I/O ポートに送るバイト値。デフォルトは 0x00。
  -m | --mainboard         操作は MZ80A マザーボード上で行われます。このフラグなしのデフォルトは tranZPUter I/O ドメインを対象とします。
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  tzio --out 0xf8 --byte 0x10    # アドレス 0xf8 で FPGA ビデオモードを設定。

TZFLUPD v1.1

コマンド:-
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -f | --file              K64F にアップロードしてフラッシュするバイナリファイル。

オプション:-
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  tzflupd -f zOS_22012021_001.bin --verbose   # zOS_22012021_001.bin ファイルを K64F フラッシュメモリにアップロードして書き込み。

TZMTEST v1.0

コマンド:-
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -a | --start             開始アドレス。

オプション:-
  -e | --end               終了アドレス（--size の代替として使用可能）。
  -s | --size              テストするメモリブロックのサイズ（--end の代替として使用可能）。
  -f | --fpga              操作は FPGA メモリに対して行われます。このフラグなしのデフォルトは tranZPUter メモリを対象とします。
  -i | --iter              テストの繰り返し回数、デフォルト = 1。
  -t | --test              ビット値でテストを指定。ビット 0 = R/W インクリメント昇順テスト、1 = R/W インクリメントウォーキングテスト、2 = W 昇順後 R、
                           ビット 3 = W ウォーキング後 R、ビット 4 = エコーおよびスティックビットテスト。
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  tzmtest -a 0x000000 -s 0x20000   # 0x000000 から 0x020000 まで 128K の tranZPUter メモリをテスト。

*T*ran*Z*puter *F*iling *S*ystem

TranZputer ファイリングシステム（TZFS）は、MZ-80A Rom Disk アップグレードボードで使用される Rom Filing System を移植したものです。多くの同一ソフトウェア機能を再利用しているため同等のサービスを提供しますが、異なるメモリモデルを使用している点が違いです。その目的は、SD カードに保存されたファイルを操作するための方法と、拡張コマンドラインインターフェース（TZFS モニター）を提供することです。コマンドセットには SD ファイルの操作・バックアップのほか、MZ700/800 コンピューターに見られる多数のコマンドが含まれています。

RFS ではソフトウェアを多くの ROM ページに分割してページングでアクセスする必要がありましたが、TZFS も同様です。ただしページサイズが大きいため、必要なページ数は少なくなっています。TranZputer ファイリングシステムを構成する Z80 ソフトウェアは、リポジトリの <software> ディレクトリ内にあります。

TranZputer ファイリングシステムを構成するファイルは以下のとおりです：

TZFS ソフトウェアのビルドを補助するいくつかのシェルスクリプトも含まれています：

CP/M

CBIOS および CP/M オペレーティングシステムを構成するファイルは以下のとおりです：

CP/M ソフトウェアのビルドを補助するシェルスクリプトも含まれています：

詳細は CP/M セクションを参照してください。

TZFS モニター

JE800<cr>

コンピューターを直接 TZFS で自動起動させることも可能です。そのためには SD カードのルートディレクトリに以下の名前の空ファイルを作成してください：

'TZFSBOOT.FLG'

80 カラムモード時、ディレクトリ一覧コマンドは 4 列で表示されます。

テープコマンド

TZFS コマンドを通じて Sharp MZ シリーズのすべてのテープフォーマットを読み書きできるようになりました。これは MZ-80B のような他の MZ マシンを所有している場合に非常に便利な機能です。MZ-80B はカセットの入手が難しいですが、ソフトウェアプログラムはバイナリ MZF イメージとして利用可能です。

テープのロード

MZ-700 メモリにテープをロードするには、L、LT または LTNX コマンドを使用できます。L と LT は同一です。LTNX はプログラムをロードしますが実行せず、完了時にロード情報、サイズ、実行アドレスを報告します。

ソーステープのマシンを指定するには、コマンドの後に <ハードウェアモード> オプションを使用します（デフォルト、未指定の場合は MZ-700）。

例：MZ-80B 標準 1800 ボードシステムを使用してテープをロードする場合は次のコマンドを発行します：
    L,B

テープへの保存

MZ-700 メモリから MZ-700 CMT ユニットにテープを保存するには、S または同一の ST コマンドを使用できます。連続したコマンドとして、開始アドレス（MZ-700 メモリ内のプログラムの位置）、終了アドレス（プログラムの最後のアドレス）、実行アドレスを指定します。現在、属性の指定はできず、デフォルトで OBJCD（実行可能）となります。 コマンドを発行するとファイル名の入力が促され、MZF ヘッダーが作成されてプログラムがテープに保存されます。

ターゲットテープのマシンを指定するには、コマンドの後に <ハードウェアモード> オプションを使用します（デフォルト、未指定の場合は MZ-700）。

例：$1200 から $3035 まで、実行アドレス $1200 のプログラムを MZ-80B 用のテープとして保存する場合は次のコマンドを発行します：
    ST120030351200,B

SD ファイルのテープへのコピー

SD カードに保存された MZF ファイルをテープにコピーするには SD2T コマンドを使用します。通常は CD コマンドと DIR コマンドで必要なファイルを探し、そのユニーク番号をコマンドの引数として指定します。

ターゲットテープのマシンを指定するには、コマンドの後に <ハードウェアモード> オプションを使用します（デフォルト、未指定の場合は MZ-700）。

例：SD カード ID「0C」のファイル BASIC MZ-1Z001 を MZ-2000 マシン用にテープにコピーする場合は、テープをカセットドライブに入れて次のコマンドを発行します：
    SD2T0C,2

テープの SD ファイルへのコピー

テープのプログラムを SD カードにコピーするには T2SD コマンドを使用します。通常は CD コマンドでイメージを保存するディレクトリに移動し（ディレクトリごとのファイル上限 255）、このコマンドを実行します。コマンドはテープを検索し、最初に見つかったプログラムをロードして、テープイメージのファイル名で SD カードに保存します。

ターゲットテープのマシンを指定するには、コマンドの後に <ハードウェアモード> オプションを使用します（デフォルト、未指定の場合は MZ-700）。

例：MZ-800 ベースのプログラムを SD カードに保存する場合は、テープをドライブに入れて次のコマンドを発行します：
    T2SD,8
完了するとファイルの詳細と SD カード ID が報告されます。

テープ全体の SD への一括コピー

複数ファイルが保存されたテープや複数のテープがあり、すべてを SD に保存したい場合は T2SDB コマンドを使用します。このコマンドは上記の T2SD と同一ですが、テープからの読み取りと SD への保存をループします。BREAK キーを押すといつでもコマンドを終了できます。

ターゲットテープのマシンを指定するには、コマンドの後に <ハードウェアモード> オプションを使用します（デフォルト、未指定の場合は MZ-700）。

例：MZ-800 テープ全体を SD カードに保存する場合は、テープをドライブに入れて次のコマンドを発行します：
    T2SDB,8
各ファイルが読み取られて保存されるたびに、開始アドレス、サイズ、実行アドレス、保存されたファイル名が出力されます。

Sharp BASIC SA-5510

新バージョンの BASIC SA-5510 は「BASIC SA-5510-TZ」という名前になっています。

注：ランダムファイルの読み書き BASIC 操作はロジックを完全に理解していないため、まだ完全には実装されていません。分析できる適切なプログラムが入手できれば、CMT 仕様に従って動作するよう TZFS を適合させます。

Microsoft BASIC

インターネット上には NASCOM 4.7b ソースコードが 2 つのバージョンで入手可能です。オリジナルと、LOAD/SAVE/SCREEN などのハードウェア依存コマンドを削除しバイナリ/16 進数変数を追加するように調整された Grant Searle による multicomp プロジェクト向けバージョンです。私はその両方を参照して第三のバージョンを作成し、不足していたテープコマンドを含む利用可能なコマンドを記述・拡張しました。

• MS-BASIC(MZ-80A) - オリジナルの 48K ハードウェア。カセットから起動可能。
• MS-BASIC(MZ-700) - オリジナルの 64K ハードウェア。カセットから起動可能。
• MS-BASIC(TZFS40) - ビデオアップグレードハードウェアなしの TZFS アップグレード版。
• MS-BASIC(TZFS80) - 80 カラム表示対応のビデオモジュール FPGA アップグレードを搭載した TZFS アップグレード版。

それぞれが TZFS ドライブに表示されるので、ハードウェアと用途に合わせて使用してください。標準コマンドと関数については、オリジナルの NASCOM Basic Manual を参照してください。以下の表は MZ-80A Rom Disk ハードウェアに合わせて追加した拡張機能の概要です。

NASCOM カセットイメージコンバーターツール

コンバーターはコマンドラインで動作するよう設計されており、その書式は次のとおりです：

NASCONV v1.0

必須:-
  -i | --image <file>      変換するイメージファイル。
  -o | --output <file>     変換後のデータの出力先ファイル。

オプション:-
  -l | --loadaddr <addr>   MZ80A BASIC の開始アドレス。NASCOM アドレスを使用して正しい MZ80A アドレスを設定。
  -n | --nasaddr <addr>    オリジナルの NASCOM BASIC 開始アドレス。
  -h | --help              このヘルプテキスト。
  -v | --verbose           詳細なメッセージを出力します。

使用例:
  nasconv --image 3dnc.cas --output 3dnc.bas --nasaddr 0x10fa --loadaddr 0x4341    ファイル 3dnc.cas を NASCOM カセット形式から変換。

tranZPUter SW-700 ソフトウェアのビルド

tranZPUter SW-700 ボードの動作には複数のソフトウェアコンポーネントが必要です：

• zOS 組み込み版 - K64F I/O プロセッサー上で動作する内蔵オペレーティングシステム
• zOS ユーザー版 - Sharp MZ-700 のメインホストプロセッサーとして動作する ZPU Evo 用オペレーティングシステム
• TZFS - Sharp MZ-700 上で動作する Z80 ベースのオペレーティングシステム／ファイリングシステム
• CP/M - Sharp MZ-700 に移植したマイクロコンピューター用の本格的なオペレーティングシステム。膨大なアプリケーションが存在します。

ソフトウェアのビルドにはそれぞれ異なる手順が必要で、以下のセクションで説明します。

パス

読みやすくするため、以下の省略名はこの章内の対応するパスを指します。主要な tranZPUter リポジトリと、オペレーティングシステム用の zSoft の 2 つのリポジトリを使用します。

zSoft リポジトリ（zOS）

tranZPUter リポジトリ

ツール

注：K64F 向けの ARM 互換ツールチェーンは現在、リポジトリのビルドツリー内に保存されています。

zOS（組み込み版）のビルド

K64F I/O プロセッサー内の組み込み OS として zOS をビルドするには、zOS ビルドセクションを参照してください。

典型的なビルドコマンドは以下のとおりです：

build.sh -C K64F -O zos  -N 0x10000 -d -T

これは 64K のプライマリヒープ（-N 0x10000）を持ち、tranZPUter 拡張（-T）を追加した K64F プロセッサー向け zOS イメージをビルドします。

出力ファイルは <z-zOS>/main.hex となり、tranZPUter ボードの K64F CPU にアップロードできます。

zOS（ユーザー版）のビルド

Sharp MZ-700 のメインプロセッサーとして動作する ZPU Evo 上で動作するユーザー OS として zOS をビルドするには、zOS に関する情報は zOS ビルドセクションを、ビルドの詳細は以下を参照してください。

ハードウェア上、ZPU Evo には FPGA 内に 128K の高速 32 ビット RAM と tranZPUter ボード上に 512K の 8 ビット RAM が割り当てられています。典型的なビルドコマンドは以下のとおりです：

build.sh -C EVO -O zos -o 0 -M 0x1FD80 -B 0x0000 -S 0x3D80 -N 0x4000 -A 0x100000 -a 0x80000 -n 0x0000 -s 0x0000 -d -Z

これは 16K のプライマリヒープ（-N 0x4000）、15K のスタック（-S 0x3D80）を持ち、SharpMZ ハードウェアドライバー拡張（-Z）を追加した ZPU プロセッサー向け zOS イメージをビルドします。注意点として、RAM の上限 -M 0x1FD80 は重要で、0x1FD80:0x1FFFF のスペースは ZPU と K64F I/O プロセッサー間のプロセッサー間通信ブロックとして使用されます。

出力ファイルは <z-zOS>/main.bin となり、SD カードの /ZOS/ZOS.rom としてコピーします。

TZFS のビルド

リポジトリをクローンし、提供されているシェルスクリプトとバイナリを実行することでソフトウェアと最終ロードイメージをビルドできます。

TZFS は以下の手順でビルドします：

1. <tools>/assemble_tzfs.sh を使用して TZFS バイナリを作成。これにより、メインコードとバンクコードをすべて含む ROM イメージ <roms>/tzfs.rom が生成されます。
2. <tools>/assemble_roms.sh を使用してオリジナルの MZ80A/MZ-700 モニター ROM を作成。これにより <roms>/monitor_SA1510.rom、<roms>/monitor_80c_SA1510.rom、<roms>/monitor_1Z-013A.rom および <roms>/monitor_80c_1Z-013A.rom が生成されます。
3. 必要な Sharp MZF ファイルを MZF ディレクトリへコピーおよび/または削除。
4. ファイルを SD カードにコピー。

典型的なビルドステージについてはこちらを参照してください。

CP/M のビルド

CP/M のビルドについては追加情報が CP/M ビルドセクションにあります。

tranZPUter 向けの CP/M バージョンは、特別な SD カードのセットアップやコンパクトな ROM イメージの作成が不要なため、ビルドはやや簡単です。

CP/M システムは 4 つのパートでビルドされます：

1. CCP、BDOS、CBIOS スタブを含む cpm22.bin。
2. 0xF000:FFFF に位置する 4K ページを主なソースとし、
   別の 64K RAM ブロックに置かれた最大 48K のページからなるバンク化された CBIOS。
3. 1 + 2 + MZF ヘッダーを TZFS がロードできる MZF フォーマットファイルとして結合。
4. K64F SD カード上に 16MB FAT32 ファイルとして保存された CPM ディスクドライブの作成。

上記のすべては「assemble_cpm.sh」と「make_cpmdisks.sh」の 2 つの bash スクリプトにエンコードされており、以下のように実行できます：

cd <software>
tools/assemble_cpm.sh
tools/make_cpmdisks.sh

CPM ディスクイメージは、生のイメージは <cpm>/1M44/RAW に、CPC 拡張フォーマットのディスクイメージは <cpm>/1M44/DSK にあります。これらのイメージは <cpm> 内の各ディレクトリから構築されており、CPM* で始まる各ディレクトリが 1 つの 1.44MB ドライブイメージにパッケージされます。なお、各ディレクトリは対応するディレクトリ内の他のすべてのサポートされているディスクイメージにもパッケージされます（例：16MB SD カードドライブイメージ用の <cpm>/SDC16M）。

SD カード上のファイルとして存在する CPM ディスクは <CPM>/SDC16M/RAW に保存され、CPMDSK<番号>.RAW の形式を持ちます（<番号> は 00、01 … n で、CP/M 配下で接続されるディスクドライブに対応）。標準ブートでは 00 = ドライブ A、01 = ドライブ B 等。フロッピーディスクコントローラーが優先される場合は 00 = ドライブ C、01 = ドライブ D。通常の CP/M 実行時には最大 6 ドライブが接続されます（接続は動的だが利用可能なメモリに制限されます）。

典型的なビルド手順

ソフトウェアのビルド、SD カードの作成、インストールの手順を簡潔にまとめます。

<a name="obtain-an-sd-card-and-partition-into-2-dos-fat32-formatted-partitions-mount-them-as-and-the-partition-size-should-be-at-least-512mb-each" id="obtain-an-sd-card-and-partition-into-2-dos-fat32-formatted-partitions-mount-them-as-and-the-partition-size-should-be-at-least-512mb-each"></a>
# SD カードを入手し、2 つの DOS FAT32 フォーマットパーティションに分割して <SD CARD P1> と <SD CARD P2> としてマウント。パーティションサイズはそれぞれ最低 512MB 必要。
<a name="the-first-partition-will-host-the-software-to-run-on-the-k64f-io-processor-and-all-the-sharp-mz-software-to-be-accessed-by-the-sharp-mz-700" id="the-first-partition-will-host-the-software-to-run-on-the-k64f-io-processor-and-all-the-sharp-mz-software-to-be-accessed-by-the-sharp-mz-700"></a>
# 最初のパーティションは K64F I/O プロセッサーで動作するソフトウェアと Sharp MZ-700 がアクセスするすべての Sharp MZ ソフトウェアをホストします。
<a name="the-second-partition-will-host-the-software-to-run-on-the-zpu-evo-processor-when-it-acts-as-the-main-sharp-mz-700-processor" id="the-second-partition-will-host-the-software-to-run-on-the-zpu-evo-processor-when-it-acts-as-the-main-sharp-mz-700-processor"></a>
# 2 番目のパーティションは ZPU Evo プロセッサーが Sharp MZ-700 のメインプロセッサーとして動作する際のソフトウェアをホストします。

<a name="build-zos-embedded" id="build-zos-embedded"></a>
# zOS（組み込み版）のビルド
cd <zsoft>
./build.sh -C K64F -O zos  -N 0x10000 -d -T
<a name="flash-mainhex-into-the-k64f-processor-via-usb-or-opensda" id="flash-mainhex-into-the-k64f-processor-via-usb-or-opensda"></a>
# USB または OpenSDA 経由で <z-zOS>/main.hex を K64F プロセッサーにフラッシュ。
cp -r build/SD/* <SD CARD P1>/

<a name="build-zos-user" id="build-zos-user"></a>
# zOS（ユーザー版）のビルド
./build.sh -C EVO -O zos -o 0 -M 0x1FD80 -B 0x0000 -S 0x3D80 -N 0x4000 -A 0x100000 -a 0x80000 -n 0x0000 -s 0x0000 -d -Z
cp -r build/SD/* <SD CARD P2>/
<a name="ensure-that-the-zpu-zos-kernel-is-copied-to-the-k64f-partition-as-it-will-be-used-for-loading-into-the-zpu-evo-on-reset" id="ensure-that-the-zpu-zos-kernel-is-copied-to-the-k64f-partition-as-it-will-be-used-for-loading-into-the-zpu-evo-on-reset"></a>
# ZPU zOS カーネルを K64F パーティションにコピー（リセット時に ZPU Evo へのロードに使用）。
cp -rbuild/SD/ZOS/* <SD CARD P1>/ZOS/

<a name="build-tzfs" id="build-tzfs"></a>
# TZFS のビルド
cd <software>
tools/assemble_tzfs.sh
<a name="build-the-required-host-sharp-roms" id="build-the-required-host-sharp-roms"></a>
# 必要なホスト（Sharp）ROM のビルド。
tools/assemble_roms.sh
<a name="build-cpm" id="build-cpm"></a>
# CP/M のビルド
tools/assemble_cpm.sh
<a name="build-the-cpm-disks" id="build-the-cpm-disks"></a>
# CPM ディスクのビルド
tools/make_cpmdisks.sh

<a name="create-the-target-directories-on-the-sd-card-1st-partition-and-copy-all-the-necessary-applications-and-roms" id="create-the-target-directories-on-the-sd-card-1st-partition-and-copy-all-the-necessary-applications-and-roms"></a>
# SD カード第 1 パーティションにターゲットディレクトリを作成し、必要なアプリケーションと ROM をすべてコピー。
mkdir -p <SD CARD P1>/TZFS/
mkdir -p <SD CARD P1>/MZF/
mkdir -p <SD CARD P1>/CPM/
mkdir -p <SD CARD P1>/BAS
mkdir -p <SD CARD P1>/CAS
cp <software>/roms/tzfs.rom                   <SD CARD P1>/TZFS/
cp <software>/roms/monitor_SA1510.rom         <SD CARD P1>/TZFS/SA1510.rom
cp <software>/roms/monitor_80c_SA1510.rom     <SD CARD P1>/TZFS/SA1510-8.rom
cp <software>/roms/monitor_1Z-013A.rom        <SD CARD P1>/TZFS/1Z-013A.rom
cp <software>/roms/monitor_80c_1Z-013A.rom    <SD CARD P1>/TZFS/1Z-013A-8.rom
cp <software>/roms/monitor_1Z-013A-KM.rom     <SD CARD P1>/TZFS/1Z-013A-KM.rom
cp <software>/roms/monitor_80c_1Z-013A-KM.rom <SD CARD P1>/TZFS/1Z-013A-KM-8.rom
cp <software>/roms/MZ80B_IPL.rom              <SD CARD P1>/TZFS/MZ80B_IPL.rom
cp <software>/MZF/CPM223.MZF                  <SD CARD P1>/MZF/
cp <software>/roms/cpm22.bin                  <SD CARD P1>/CPM/
cp <software>/CPM/SDC16M/RAW/*                <SD CARD P1>/CPM/
cp <software>/MZF/*                           <SD CARD P1>/MZF/
cp <software>/BAS/*                           <SD CARD P1>/BAS/
cp <software>/CAS/*                           <SD CARD P1>/CAS/

<a name="if-you-want-tzfs-to-autostart-create-an-empty-flag-file-as-follows" id="if-you-want-tzfs-to-autostart-create-an-empty-flag-file-as-follows"></a>
# TZFS を自動起動したい場合は以下のように空のフラグファイルを作成。
> <SD CARD P1>/TZFSBOOT.FLG

<a name="if-you-want-to-run-tzfs-commands-on-each-boot-create-an-autoexecbat-file-and-place-required-commands-into-the-file" id="if-you-want-to-run-tzfs-commands-on-each-boot-create-an-autoexecbat-file-and-place-required-commands-into-the-file"></a>
# 起動時に TZFS コマンドを実行したい場合は autoexec.bat ファイルを作成して必要なコマンドを記述。
> <SD CARD P1>/AUTOEXEC.BAT

<a name="eject-the-card-and-insert-it-into-the-sd-card-reader-on-the-tranzputer-board" id="eject-the-card-and-insert-it-into-the-sd-card-reader-on-the-tranzputer-board"></a>
# カードを取り出して tranZPUter ボードの SD カードリーダーに挿入。
<a name="remove-the-z80-from-the-sharp-mz-machine-and-install-the-tranzputer-board-into-the-z80-socket" id="remove-the-z80-from-the-sharp-mz-machine-and-install-the-tranzputer-board-into-the-z80-socket"></a>
# Sharp MZ マシンから Z80 を取り外し、tranZPUter ボードを Z80 ソケットに取り付け。
<a name="power-on-if-the-autostart-flag-has-been-created-you-should-see-the-familiar-monitor" id="power-on-if-the-autostart-flag-has-been-created-you-should-see-the-familiar-monitor"></a>
# 電源を入れる。自動起動フラグが作成されていれば、おなじみのモニター
<a name="signon-message-followed-by-tzfs-if-the-autostart-flag-hasnt-been-created-enter-the-command" id="signon-message-followed-by-tzfs-if-the-autostart-flag-hasnt-been-created-enter-the-command"></a>
# サインオンメッセージに続いて +TZFS が表示されます。自動起動フラグがない場合は、
<a name="je800-into-the-monitor-to-initialise-tzfs" id="je800-into-the-monitor-to-initialise-tzfs"></a>
# モニターに JE800 コマンドを入力して TZFS を初期化してください。

ソフトウェアのビルドと SD カードの準備を支援するために、<zSoft>/buildall というスクリプトを使用しています。これを使用するには ROOT_DIR を変更し、RSYNC を無効にする必要があります（リモートコンピューターでコンパイルして K64F にアップロードするため）。

エラーが発生した場合、スクリプトは適切なエラーメッセージとともに中断します。

K64F MPU のフラッシュ

オリジナルの tranZPUter SW は PJRC の優れた Teensy 開発ボードを使用していましたが、後の tranZPUter SW リリースでは Freescale K64FX512 プロセッサーの 100 ピン TQFP バージョンに置き換えられました。

Teensy Tool を使用したプログラミングに必要なすべてのファイルと実行ファイルは、zSoft リポジトリの <z-tools> ディレクトリにあります。

1. USB ケーブルで tranZPUter SW-700 ボードを PC に接続。
2. Teensy プログラミングアプリケーションを起動：
   <z-soft>/teensy
3. Teensy アプリケーションで「ファイル」→「HEX ファイルを開く」を選択し、<z-zOS> または \z<zputa> ディレクトリ（アップロードする OS に応じて）に移動して「main.hex」ファイルを選択。
4. tranZPUter SW-700 ボードの「K64F PROG」ボタンを押す。
5. Teensy アプリケーションで「操作」→「プログラム」を選択 — これでオンボード Flash RAM がプログラムされます。
6. 仮想シリアルデバイスに設定されたターミナルエミュレーターが開いていることを確認（不明な場合は Linux で「dmesg」コマンドを実行して最新の USB 接続とその名前を確認）。通常デバイスは /dev/ttyACM0。ボーレートやビット/パリティを設定する必要はありません（これは仮想シリアルポートで USB 速度で動作します）。
7. Teensy アプリケーションで「操作」→「再起動」を選択 — K64F が再起動し、zOS または ZPUTA が起動します。
8. ターミナルエミュレーター経由で OS を操作。

U6 が搭載されている場合の Teensy プログラミングツールの詳細については、Teensy の基本的な使い方ガイドを参照してください。

部品表（BOM）

tranZPUter SW-700 v1.3 ボードの製造コストを以下の表に示します。はんだペーストやフラックスなどの消耗品は含まれていません。表の全詳細を確認するには右にスクロールしてください。

ソース： tranZPUter-SW-700_v1_3.sch
コンポーネント数： 145

クレジット

ライセンス

GNU パブリックライセンス v3