PicoZ80: Ein Raspberry-Chip erweckt den Z80 neu

Michael Dobler
Autor Dr. Web
2 Min. Lesezeit
PicoZ80: Ein Raspberry-Chip erweckt den Z80 neu

Ein Maker hat den legendären Z80-Prozessor durch einen modernen Mikrocontroller ersetzt, der sich nahtlos in den Originalsockel steckt. Alte Sharp-Rechner laufen damit weiter, nur schneller und vernetzt.

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Der PicoZ80 ist ein Drop-in-Ersatz für den Zilog Z80, den 8-Bit-Klassiker aus dem Jahr 1976. Statt eines echten Z80 sitzt auf der Platine ein RP2350-Mikrocontroller, der das Bus-Verhalten des Originals zyklusgenau nachbildet.

Das Wichtigste in Kürze

  • Der PicoZ80 passt direkt in den 40-poligen Z80-Sockel und liefert dem Hostsystem exakt das gewohnte Bus-Timing.
  • Drei PIO-Zustandsmaschinen des RP2350 steuern Adress-, Daten- und Steuerbus in Echtzeit, ergänzt um 8 MB PSRAM und einen ESP32 für WLAN.
  • Die gesamte Konfiguration läuft über eine JSON-Datei und ein Weboberfläche, ganz ohne neues Kompilieren.

Warum steckt ein Pico in einem 50 Jahre alten Rechner?

Mikrocontroller-Modul steckt senkrecht in einem Sockel auf einer elektronischen Leiterplatte
Z80-Prozessor wird durch Original-kompatiblen Nachbau ersetzt, da Originalchips knapp werden. Echtzeit-Busverarbeitung ermöglicht echten Hardware-Ersatz

Klassiker am Leben halten. Der Z80 steckt bis heute in Industrieanlagen, Messgeräten und Heimcomputern. Originalchips werden knapp, und genau hier setzt der Nachbau an. Philip Smart dokumentiert das Projekt ausführlich auf seiner Projektseite.

Kein simpler Emulator-Adapter also, sondern ein echter Ersatz. Jede Bus-Transaktion wird in Echtzeit verarbeitet, sodass der Wirtsrechner keinen Unterschied zum Originalprozessor bemerkt. Wer sich für die Sprachen dahinter interessiert, findet in unserer Programmiersprachen-Übersicht einen Überblick.

Was kann der Nachbau mehr als das Original?

Oranger PicoZ80 Mikrochip mit Beschriftung auf weißem Grund
Zweikern-System mit ESP32 ermöglicht virtuelle Diskettenlaufwerke, ROM-Banking, Maschinen-Personas via JSON und 46-Befehls-Debugger plus WLAN und Bluetooth

Mehr als nur Ersatz. Ein zweiter Prozessorkern und reichlich Speicher erlauben Dinge, die der Z80 nie konnte: virtuelle Diskettenlaufwerke, ROM-Banking und komplette Maschinen-Personas, die per JSON umgeschaltet werden. Ein eingebauter Debugger mit 46 Befehlen erlaubt Einzelschritt-Analyse direkt am laufenden System.

Der ESP32-Co-Prozessor bringt WLAN, Bluetooth und eine Browser-Oberfläche mit. Updates laufen drahtlos über das Netz. Demonstriert wurde die Platine bereits in mehreren Sharp-MZ-Modellen, vom MZ-700 bis zum MZ-2500.

Alte Hardware mit moderner Technik am Leben zu halten, ist mehr als Liebhaberei. In der Industrie laufen unzählige Altsysteme auf solchen Prozessoren, und für die wird jeder funktionierende Ersatz zur Versicherung gegen teure Stillstände.

— Markus Seyfferth, Chefredakteur Dr. Web

Was bedeutet das für die Praxis?

Ein „PICO-Z80 RP2040 CORE“-Board auf einem DIP-Sockel mit einem Lego-Joystick und -Knöpfen
Konfigurierbare Nachbauten von defekten Chips sichern Produktionsstillstände bei alter Steuerungstechnik ab

Versicherung gegen Ausfall. Wartbarkeit alter Systeme ist kein Nischenthema. Überall, wo Steuerungen aus den Achtzigern noch produzieren, droht beim Defekt eines Chips der Stillstand. Ein konfigurierbarer Nachbau verschiebt diesen Zeitpunkt um Jahre.

Behalten Sie Projekte wie dieses im Blick, wenn Sie Verantwortung für betagte Steuerungstechnik tragen. Eine moderne Brücke zu alter Hardware kann eine teure Komplettmigration aufschieben. Der PicoZ80 ist nicht kommerziell nutzbar, das Prinzip aber zeigt, wohin die Reise geht. 

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Michael Dobler
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Ich bin der Herausgeber von Dr. Web. Um praxisfit zu bleiben, unterstütze ich darüber hinaus Kunden bei der digitalen Kundengewinnung und Kundenbindung. Erste eigene Gehversuche im Internet unternahm ich 1999 mit einem Kinomagazin. Nach 15 Jahren in Lohn und Brot, u.a. als Projektmanager für digitale Medien, machte ich mich schließlich Ende 2005 selbständig. Das war die beste berufliche Entscheidung meines Lebens.
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