1980年代的Z80处理器,主频4MHz,地址线16根,最大寻址64KB。2024年,有人用一颗150MHz的双核芯片把它完整模拟出来,还塞进了WiFi、蓝牙和8MB内存。
这就是picoZ80,一块能直接插进老电脑Z80插槽的替换板。它不是软件模拟器,而是用树莓派RP2350的PIO(可编程输入输出)状态机,在硬件层面1:1复刻Z80的总线时序。
换句话说,主机根本察觉不到CPU被换掉了。
一颗芯片如何"扮演"40年前的CPU
RP2350B有三个PIO状态机同时工作:一个盯地址总线,一个盯数据总线,一个盯控制信号。它们以Z80的原始速度实时响应,连时钟周期都保持一致。
但这颗芯片的真正算力藏在背后。双核Cortex-M33能跑到300MHz,8MB外置PSRAM被切成64个64KB的存储体,配合16MB闪存,足够把整个复古电脑系统装进一颗芯片。
开发者做了件很聪明的事:把内存映射粒度做到512字节。任何一块内存、任何一个I/O端口,都能被重定向到物理主机内存、虚拟ROM,或者直接交给一段C代码处理。
这意味着老电脑的硬件限制被彻底打破。原本64KB的地址空间,现在可以动态切换成4MB的 banked 内存。软驱、硬盘、甚至整个文件系统,都能用虚拟设备实现。
ESP32在旁边打什么工
板子上还焊了一颗ESP32,专门干杂活:WiFi、蓝牙、SD卡存储,外加一个网页管理界面。所有配置写在一个config.json文件里,插卡即改,不用重新编译固件。
这种设计让"换人格"变得极其简单。针对Sharp MZ-700开发的驱动包,改几行JSON就能适配MZ-80A。需要新的I/O行为?加一小段C驱动就行。
目前已经实现的功能清单:banked RAM/ROM、软盘模拟、QuickDisk模拟、ROM文件系统、TranZPUter文件系统——全部可以同时运行。
谁还在折腾40年前的电脑
tranZPUter项目的作者显然不是 hobbyist 玩票。从Z80总线的精确时序控制,到512字节粒度的内存虚拟化,再到JSON驱动的配置系统,整套架构透着工业控制的严谨。
但最有趣的细节藏在用户场景里:演示视频里跑的是Sharp MZ系列——1980年代日本普及率极高的8位机,国内玩家相对陌生。选择这个平台,说明开发者是真在解决特定群体的痛点,而非追逐最热门的复古机型。
RP2350今年刚发布,picoZ80几乎是第一时间就把新芯片用在了复古计算领域。150MHz的M33核心处理Z80的4MHz总线,性能余量大到可以顺便跑TCP/IP协议栈。
一块替换板,让四十年前的工业电脑获得了现代嵌入式系统的全部能力。如果这套方案开源,你觉得最早会被用在哪种奇怪的场景里——是机床控制、交通信号灯,还是某位收藏家的游戏机房?
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