Автор редакции платы: Alexander Karnaukh (UR4QBP), при поддержке HRDY, участии Alex2Graf и Константина Калантая.
В основе: оригинальный проект zx_evo_rev_cs2.r1293 Олега Стариченко (Solegstar), NedoPC © 2009.
Дата схемы: создана 01.04.2026, финальные правки — 25.04.2026.
Тип: материнская плата формфактора microITX ретро-ПК ZX Evolution — Z80 + FPGA-сопроцессор + ATmega128 + расширенная периферия (VGA, IDE, FDD, звук, сеть через ESP-01).
1. Конструктив платы
- Размер: ≈170 × 173 мм — формфактор microITX.
- Слои: 2 (Top/Bottom Cu только — GTL/GBL, без внутренних слоёв), несмотря на сложность проекта.
- Формат Gerber: EasyEDA Pro, JLCPCB-экспорт, включая FlyingProbeTesting.json для автотестирования.
- Земляной полигон на верхнем слое в районе слотов ZXBUS, процессора и ПЗУ (пункт 22 из changes.txt — снижение наводок).
2. Процессорное ядро
- CPU: TMPZ84C00A (Toshiba, Z80-совместимый, SSOP-40) — заменён с оригинального LQFP-44 на более дешёвый и доступный корпус.
- FPGA: Altera EP1K50QC208 (ACEX1K, PQFP-208) — основной "северный мост" системы: контроллер памяти, видео, шинной логики, TurboSound, VDAC и т.д. Конфигурируется через JTAG (X4 "FPGA JTAG").
- Сопроцессор: ATmega128-16AU (TQFP-64) — обслуживает клавиатуру (матрица ZX + PS/2), джойстик, RTC, SD-карты, звук/beeper, управление конфигурацией FPGA, USB-RS232 мост и ESP-01. Программируется через X5/X14 (AVR ISP/JTAG).
3. Память
- ОЗУ: 2× GM71C18163CT6 (DRAM 1Мх16 каждая, TSOP-50) = суммарно 4 МБ (стандартный объём для ZX Evolution).
- ПЗУ: AM29F040B (Flash 512 КБ, PLCC-32-DIP — заменён на панельку вместо распайки, изменение №2 из changes.txt).
4. Хранение данных
- FDD: контроллер MB8877A (DIP-40, клон WD1793) + разъём BH-34 (флоппи, 34 pin).
- IDE: разъём IDC-40 (жёсткий диск).
- SD-карты: основной слот XSD1 (SIM-SMD) + 2 дополнительных внешних разъёма SD1, SD2 (6-pin) — вторая карта (сигнал CS2) работает только в сборке TS-Conf от HRDY (п.12 changes.txt).
- RTC: PCF8583T (DIP-8) + батарея CR2032, кварц 32768 Гц с подстроечным конденсатором 5–25 пФ вместо постоянного (п.18 изменений — точная калибровка хода часов).
5. Звук
- YM2149F (DIP-40) — базовый AY-звук.
- NE5532D (сдвоенный ОУ) — микшер аудиотракта (TAPE/AUDIO).
- Разъём X26 "TURBOSOUND FM" (IDC-40) — для подключения одноимённой звуковой карты от NedoPC (доп. AY+OPL, п.21 изменений).
- Аудиоразъём X10 — P-J306E (3-в-1, как на ПК-материнках): голубой = TAPE OUT, зелёный = AUDIO OUT, розовый = TAPE IN (замена, п.3).
- X16 AUDIO OUT, X17/X18/X20 AUDIO IN, X15 HDAUDIO — дополнительные аудиоразъёмы.
- HEF4069 — генератор/буфер бипера (TAPE_BIT/BEEP).
6. Видео
- Аналоговый видеотракт с формированием R/G/B через резисторные ЦАПы (R104-R144, лестничные резисторные сборки 12к/24к на канал), выход VGA (X7, DB15) + X22 "EXT VGA" (доп. разъём).
- ICS501M — синтезатор пиксельной частоты.
- Джамперы JP2 (CSYNC TO VGA), JP3 (+5V TO VGA) — настройка совместимости с разными VGA-мониторами.
7. Интерфейсы ввода-вывода
- 2× ZXBUS (XS1, XS2 — SL62, 62 pin каждый) — шина расширения, стандартная для семейства.
- X6 — Kempston/Sinclair2 джойстик (DB9).
- X12 — ZX-клавиатура (IDC-20).
- X11 — PS/2 клавиатура/мышь (DIN).
- X24 — PS/2 EXT KB-M — доп. разъём для внешней PS/2-периферии через фирменную плату автора HIDMAN (USB HID на CH559L, эмулирует PS/2, п.13 изменений).
- X13 — USB-RS232 через CP2102 (QFN-28), разъём заменён на USB Type-C (п.4 изменений).
- X19 — RS-232 TTL.
- X23 — разъём ESP-01 ("Zi-Fi") — Wi-Fi модуль, с отдельным стабилизатором ME6211C33M5G (3.3В) и джампером питания JP15 (п.11 изменений).
- X3 — AY Printer Port (Centronics-подобный, 26 pin).
8. Питание
- PWR1 — разъём ATX-24 (заменён с ATX-20, п.7 изменений).
- DA2 — 78M08 (8В, заменил AMS1117-ADJ, п.6 изменений, TO-252).
- DA3 — AMS1117-3.3, DA4 — AMS1117-2.5 (питание FPGA/логики), DA5 — 78M05 (доработана схема стабилизатора, п.17).
- DA6 — ME6211C33M5G — отдельное 3.3В для ESP-01.
- X25 — PWR 5V, X27 — PWR FDD — дополнительные разъёмы питания (п.16 изменений).
- Диоды защиты MBR0520 (Шоттки) ×6, 1N4148 ×2.
9. Органы управления
- S1 — Hard Reset (кнопка).
- S2 — Soft Reset (добавлена, п.14 изменений — удобно при обновлении прошивки FPGA без пинцета).
- Джамперы: JP6 (Soft Reset key), JP7 (HLT→IP), JP8 (NMI key), JP9 (Hard Reset key), JP1/JP12 (IDE enable), JP4 (12V enable), JP5 (ext. clock).
- Светодиоды VD3 (красный, HDD), VD6 (зелёный, Power) — переведены на SMD 0805 (п.15).
10. Ключевые доработки относительно оригинала Rev.CS2 (по changes.txt, 22 пункта)
| № | Изменение |
|---|---|
| 1 | Z80 LQFP-44 → TMPZ84C00AM SSOP-40 (дешевле) |
| 2 | ПЗУ → PLCC32 в панельку |
| 3 | Аудиоразъём → P-J306E (3-в-1, как на ПК) |
| 4 | miniUSB → USB Type-C |
| 5 | Другой держатель SD-карты |
| 6 | AMS1117-ADJ → 78M08 (TO-252) |
| 7 | ATX-20 → ATX-24 |
| 8 | Распиновка AVR ISP → стандарт AVR |
| 9 | SMD R/C → типоразмер 0805 (кроме R166 — 1206) |
| 10 | Дроссели → CD32 (меньше) |
| 11 | Добавлен разъём ESP-01 (Zi-Fi) + стабилизатор 3.3В |
| 12 | Добавлены пины для 2-й SD-карты (CS2, только в TS-Conf) |
| 13 | Добавлены пины для внешних PS/2 через плату HIDMAN (CH559L) |
| 14 | Добавлена кнопка Soft Reset |
| 15 | LED → SMD 0805 |
| 16 | Добавлены разъёмы питания FDD и 5В |
| 17 | Доработана схема стабилизатора 78М05 |
| 18 | RTC: конденсатор коррекции 32768 Гц → подстроечный 5–25 пФ |
| 20 | Танталовые разделительные конденсаторы аудио → SMD керамика 10 мкФ 0805 |
| 21 | Добавлен разъём IDC-40 "TURBOSOUND FM" |
| 22 | Земляной полигон на TOP слое (ZXBUS/CPU/ROM) |
11. Прошивки
| Файл | Размер | Назначение |
|---|---|---|
zxevo_rom.bin | 524 288 байт (512 КБ) | Системный ROM (загрузчики ОС/DOS, как и в других клонах) |
zxevo_fw_sd2_exp.bin | 113 536 байт | Конфигурация FPGA (TS-Conf HRDY) — базовый вариант с поддержкой 2-й SD-карты |
zxevo_fw_vdac_sd2_exp.bin | 113 280 байт | Вариант конфигурации FPGA с поддержкой VDAC (видео-ЦАП) + 2-я SD |
zxevo_fw_vdac2_sd2_exp.bin | 113 024 байт | Второй вариант VDAC-конфигурации + 2-я SD |
zxevo_bl.hex | 368 670 байт (Intel HEX) | Загрузчик/прошивка ATmega128 (bootloader) |
ATmega128_fuse_T48.jpg | — | Настройки fuse-битов программатора (TL866/T48): Low=0x3F, High=0x88, Extended=0xFF, Lock=0xEF — конфигурация для работы от внешнего кварца, JTAG включён, буткодер BOOTSZ1/0 настроен |
12. Полная статистика компонентов (BOM CSV, 355 единиц)
Итог
ZX Evolution Rev.CU2_A — это доработанная под современную элементную базу и удобство сборки версия легендарной платы ZX Evolution (архитектура "TS-Conf"): Z80 + FPGA Altera ACEX1K как программируемый северный мост + ATmega128 как южный мост/периферийный контроллер. Автор осовременил разъёмы (Type-C, ATX-24, аудио 3-в-1), удешевил корпуса ключевых чипов (Z80 в SSOP, ПЗУ в панельке), добавил сетевой модуль ESP-01 (беспроводной интерфейс "Zi-Fi"), поддержку второй SD-карты и внешней PS/2-периферии через собственную плату HIDMAN, а также ряд эргономических улучшений (Soft Reset, подстроечный конденсатор RTC, доработанные стабилизаторы питания) — при этом всё уместилось на простой 2-слойной плате 170×173 мм.Файлы для загрузки
| Название файла / Папка | Описание | Yandex.Диск |
|---|---|---|
| pcb_image (папка) | Изображения печатной платы (фото, рендеры) | Ссылка на Яндекс.Диск |
| firmware (папка) | Прошивки FPGA, ROM, ATmega128 и настройки fuse-битов | Ссылка на Яндекс.Диск |
| PCB_ZX_Evo_RevCU2_A.pdf | Документация по печатной плате (схема, разводка) в PDF | Ссылка на Яндекс.Диск |
| Gerber_PCB_ZX_Evo_RevCU2_A.zip | Gerber-файлы для производства печатной платы (включая FlyingProbeTesting.json) | Ссылка на Яндекс.Диск |
| changes.txt | Файл с полным списком изменений (22 пункта) относительно оригинальной Rev.CS2 | Ссылка на Яндекс.Диск |
| InteractiveBOM_PCB_ZX_Evo_RevCU2_A.html | Интерактивная спецификация компонентов (Interactive BOM) для сборки | Ссылка на Яндекс.Диск |
| BOM_ZX Evo_Rev.CU2_A.csv | Полный список компонентов (BOM) в формате CSV (355 единиц) | Ссылка на Яндекс.Диск |
| SCH_ZX_Evo_Rev.CU2_A.pdf | Принципиальная электрическая схема в PDF | Ссылка на Яндекс.Диск |
| Скачать все файлы | Все файлы находятся в одном архиве | Ссылка на Яндекс.Диск |
Полезные ссылки проекта:
- Автор редакции платы: Alexander Karnaukh (UR4QBP)
- Telegram — Ссылка на группу