概要
EZ-FPGAにカメレオンUSB用ロジアナ基板を乗せて、ＰＲＯＭエミュレータとして動作させるものです。
現状は、 カメレオンＵＳＢ版ＰＲＯＭエミュレータからの移植ですが、下記の点が異なっています。
　・動作が安定していて、PBSRAMを最大133MHzで駆動できる。
　・PBSRAMのクロックを50MHz〜133MHzまで、1MHz単位で変更可能
　・回路規模は全体の14%で、将来的にさまざまな付加機能を追加可能
　・CPLDの書き込みなど、セットアップ作業が不要
　・転送速度が遅い。(EZ-USBのシリアル転送速度の問題）

特徴

　・カメレオンUSB+ロジアナ基板をそのまま流用可能
　・64Kbit〜4MBitまでの一般的なDIP28/DIP32ピンのROMに対応
　・一部のFlashROMにも対応、ただしの通常リード機能のみ
　・5.0V TTLレベルの他、3.3V LVCMOSレベルにも適合
　・特定アドレスのアクセスを検出できるアクセストリガ機能
　・ダウンロード中にターゲットのRESET信号を制御可能
　PBSRAMの動作クロック変更機能による、消費電流制御機能
　・Win32コンソールプログラム

　・エミュレーション動作中のリアルタイムダウンロード不可
　・単体バックアップ機能無し

将来的に追加可能な機能としては
　・エミュレーション中のリアルタイムダウンロード
　・内蔵BlockRAMを使用した、アクセスヒストリー機能
　・LowPinCount(LPC)バス FlashROMのサポート
　・FlashROMの書き込み／イレース動作のエミュレーション
　・トリガーバンク切り替え機能による、CPU向け疑似ハードウェアブレークポイント機能
などがあります。

ダウンロード

DIP28/32用プローブ回路図　※「表面コネクタ仕様（標準）」に適応
Ver1.00　プログラムバイナリ
Ver1.00　プログラム／FPGAデザインソース

使い方

１．EZ-FPGAとPBSAM基板、PBSAM基板とプローブ、プローブとターゲットを接続します。
２．EZ-FPGAとMINI-EZUSBを接続してPCのUSBポートに接続します。
３．ezfrome.exeをWindowsのコマンドプロンプトから実行して、データをダウンロードします。

形式:ezfrome.exe {オプション...} [ファイル名]

[ファイル名]：転送するＲＯＭデータ、バイナリ形式
{オプション} 　-r[ROMタイプ] = ＲＯＭタイプ設定
　　2764,27128,27256,27512,27010,27020,27040,29040 から選択
　-a = すべてのROMエリアを書き込む(省略時はファイル長にあわせる）
　-p[PADコード] = PADコードを１６進数で指定（省略時 0ffH)
　-ts[アドレス] = シングルトリガ、アドレス設定
　-tp[アドレス] = パルストリガ、アドレス設定
　-tc[アドレス] = シングルトリガクリア
　-s[on][off] = リセット制御、'L','H','Z'のいずれかで指定
　-c[cljMHz] = PBSRAM駆動周波数、50〜133の値で指定
　-w = 終了時に'HIT ANY KEY'の表示とキー入力待ちをする

※必要に応じてショートカットを作成すると便利です。
　・ezfrome.exeをデスクトップ等に右ドラッグ＆ドロップで、「ショートカットを作成」します。
　・ショートカットを右クリックして「プロパティ」を開き、リンク先を編集します。

　例１：ダブルクリックで29EE020の固定ファイルをダウンロード／実行
　　リンク先：[ディレクトリパス]\ezfrome.exe -w -r27020 rom_data.bin
　例２：ROMファイルのドラッグ＆ドロップで27C256の任意ファイルをダウンロード／実行
　　リンク先：[ディレクトリパス]\ezfrome.exe -w -r27256 %1

※ROMデータのHEX-BIN変換等が必要な場合は、バッチファイルを使うと自動化ができるでしょう。

４．ターゲットの電源を入れる。

サポートＲＯＭ

DIP28またはDIP32ピンで、よく使われている一般的な物に対応しています。

対応ＲＯＭ一覧
ROM名形状容量説明
27C64DIP2864KBit27C128からA13を削除したタイプ
27C128DIP28128KBit27C256からA14を削除したタイプ
27C256DIP28256KBit古くからごく一般的に使われているもの
27C512DIP28512KBit1pinがA15で、他が27C256と同じタイプ
27C010/29F010DIP321MBit27C512をDIP32に延長した感じ,A16=2pin,(WE=31pin)
27C020/29F020DIP322MBit27C010/29F010にA17を追加したもの、A17=30pin
27C040DIP324MBit27C020にA18を追加したもの、A18=31pin
29F040DIP284MBit29F020にA18を追加したもの、A18=1pin

・PROM,FlashROMともに書き込み動作には未対応です。
　特に27Cxxxシリーズや28Fxxxシリーズでは書き込み厳禁です。+12Vが印可されカメレオンUSBが壊れます
・FlashROMは、デバイスＩＤの読み込み等も未対応です。
・1Mbitはピン配置の違う物（マスクROMとコンパチ）がたまにあるので特に注意
・信号レベルは3.3V LVCMOレベルですが、5.0V TTLレベルにも適合します。
・ROMのVCC端子電圧がLレベルの時は、データ出力が禁止されます。

アクセスタイム、仕様

アドレス確定−データ出力：6クロック+15ns程度 (60ns@133MHz,75ns@100MHz,135ns@50MHz)
CEアサート−データ出力：10ns程度
OEアサート−データ出力：10ns程度

アクセストリガー感度：2xクロック
トリガポイント位置遅延：3xクロック + α
トリガパルス最小幅：1xクロック

※PBSRAMの駆動周波数により、アクセス速度等は変化します。

　アドレス確定に対する最大アクセス時間は、アドレスSetupTime＋サンプリングディレイ１クロック＋メモリアクセス３クロック＋出力遅延となります。
　CEとOEに対するアクセス時間は３ステート制御の論理ゲートだけです。

　アクセストリガーの検出は、２サンプルのコンペアを取っています。出力信号は、さらに１クロック後にラッチ出力されます。

消費電流

約275mA @100MHz
約353mA @133MHz

いづれも、MINI-EZUSBを除いた、EZ-FPGA+4MBit PBSRAMの常温での実測値

※PBSRAMの駆動周波数やターゲットのターミネート回路により消費電流は変動します。
プローブ回路の説明

　基本的には３２本のプローブ用信号にROMのピンを繋ぐだけですが、EZ-FPGAの電源がOFFの時にFPGAのピンに電圧が印可されると、FPGAが壊れる危険性があります。
　そこで、直列に抵抗を入れることで電流制限を行っています。
　使用方法を絶対間違わなければ抵抗を省略できますが、面倒でも抵抗の挿入を強くお勧めします。

　VPPになる端子にはプログラム時に+12.5V等が印可されるため、抵抗が入っていてもかなり危険です。そこでツェナーダイオードで端子電圧が5.1V以上にならないように保護しています。（ただしVPP=12Vを加えて良いわけではない）
　ターゲットに書き込み機能がなければ、VPP保護は不要でしょう。

　プローブとヘッダの方向が逆になっていますが、これはDPI32の16ピンをGNDに落とす必要があることと、DIP28の時にGNDピンを共有するためこの方向にしてあります。
　ICソケットの16,17pin側にはみ出した部分をプローブ用コネクタの１ピン(GND)にあわせるようにします。これでDIP32の17ピンがPROBE0,16ピンがPROBE1と全ピンが順番につながります。※裏だしの場合
　27C512以下のDIP28で使用する場合、DIP32の1,2,31,32ピンを余らせるようにして、DIP28ソケットを装着することで対応可能です。

　作成したPROMプローブは、40芯のキーピンのないIDEケーブルでカメレオンＵＳＢロジアナのプローブ用コネクタに接続します。※EIDE用８０芯ケーブルも使えません

EZ-FPGA制御仕様

　JTAG_MEMのアドレス空間に、エミュレーションRAMとコントロールレジスタをマップしています。
　00000000H-03FFFFFFHはエミュレーションRAMに直結で、EMUビット=0の時にリード／ライトが可能です。書き込みデータは一度ラッチされ、DWORD単位で書き込みます。
　40000000H-07FFFFFFHには、コントロールレジスタがマップされています。

書き込みレジスター(FWR=L)
JA(アドレス)Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0内容
40000001hA7A6A5A4A3A2------トリガアドレス
40000002hA15A14A13A12A11A10A9A8トリガアドレス
40000003h---------------A18A17A16トリガアドレス
40000005hP7P6P5P4P3P2P1P0PLL分周費-1(周波数)
40000006hEMURSERSLTPM------------モード設定
40000007h---F18R18R17R16R15R14R13ROM選択、注１

注１：R13〜R18,F18でアドレスの有効／無効を設定することでＲＯＭを選択する

読み込みレジスター(FRD=L)
JA(アドレス)Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0内容
40000000hRD7RD6RD5RD4RD3RD2RD1RD0ヒストリデータリード（未実装）
40000001hA7A6A5A4A3A2------トリガアドレス
40000002hA15A14A13A12A11A10A9A8トリガアドレス
40000003h---------------A18A17A16トリガアドレス
40000004h'0''0''0''0'DLLPLLVCCTRGステータス
4000000ch'0''1''0''1''0''0''1''0'CPLDチェックコード'R'
4000000dh'0''1''0''0''0''1''0''1'CPLDチェックコード'E'
4000000eh'0''1''0''0''0''1''1''0'CPLDチェックコード'F'
4000000fh'0''0''0''1''0''0''0''0'Version 10h

ソフトウェアの仕様

　EZ-FPGAライブラリを使用しています。
　FPGAコンフィグ前にチェックコードをアクセスして、すでに起動している時には再コンフィグしないようにしています。
　FPGAコンフィグ後の制御は、すべてJTAG_MEMで行っています。
動作確認

・FPGA-PACMAN (27020)
・Xeltek SUPERPRO/LX (Universal Writer)
　SST 29EE2020 (27020)
　※ユニバーサル／ＲＯＭライタによる動作確認は、危険なのでお勧めしません。
・秋月H8ボード(シーエー様にてBeta版をご使用)

DIP28/DIP32対応PROMプローブの制作例

０．回路図を良く確認します。
　　回路、部品構成、大きさ、製作順番などを頭のなかでしっかり組み立てます。
　　特に、プローブ部分は小さくまとめないと、ターゲットの部品と干渉を起こすことがあります。

１．３２ピンのヘッダーピンを、適当にカットした基板に取り付けます。

※秋月Ｃ基板を、Ｐカッターなどで横に切断するとちょうど良いサイズです。

　ヘッダピンの3ピンと、DIP32の16ピンが合う位置にヘッダピンをマウントします。
※RESETやTRIGGERを使用する場合やサイズが気にならない方は、IDE等で使われている逆ざし防止機能つきの40ピンボックスヘッダもお勧めです。

２．保護抵抗とツェナーダイオードを基板に取り付けて半田付けします。

　抵抗の取り付け位置は、ケーブル用コネクタの干渉に注意します。
　チップ抵抗を使うと見た目も綺麗ですっきりすると思います。私はオシロやロジアナのプローブでつまみたかったのでリードタイプで作りました。
※ツェナーダイオードとヘッダピンの配線も行います。（写真は配線前）
※VPPプログラム電圧保護が不要なら、ツェナーダイオードは省略できます。

４．３２ピンのピンソケットを基板に取り付け半田付けします。

※ここでは秋月電子通商のDIP40のピンを切断して使用しています。
※ICソケットを使用する場合、丸ピンではターゲットのICソケットを痛めることがあるので、平ピンの方が適しています。

５．完成です。IDE用40芯ケーブルでPB-SRAMボードと接続します。