IBM PC/AT [Full Size AT] (1985)

Full Size IBM PC/AT マザーボード表面

■IBMが1984年8月に発売したパーソナルコンピュータ、PC/ATの初代
 モデルに使用されていた、フルサイズATのマザーボード。PC/ATのマザー
 ボードには、ここに掲載したフルサイズ版と若干小型化されたBaby−ATサ
 イズの2種類が存在した。その後、Baby−ATサイズは互換機マザーボード
 の主流となる。以下に、各サイズの最大外形寸法を記載しておく。      
 ・フルサイズAT :横350mm×縦305mm                  
 ・ベビーATサイズ:横350mm×縦239mm                  
■本ボードは1985年7月5日製造。「256/512K SYSTEM BO
 ARD」のシルク印刷あり。搭載メモリ容量は512KB。CPUは80286
 (6MHz)。                             
■CPUは68ピンセラミックPGAを使用。1984年製造のintel社製 
 (CG80286−6C)。メモリは16ピンDIPパッケージのTI社製  
 ZA1250NLを亀の子形式で2段重ねしたものを、総計72個用いている 
 (9個×4列×2段=72個の構成)。DRAMは、おそらく128Kbit製
 品で、メモリ搭載容量は総計1MBとなる。本来、このシステムボードでは、亀
 の子形式でメモリを搭載していないため、512KBが最大容量となっていたハ
 ズである。なお、使用されているDRAMのスピードは150ns。製造は19
 85年10週となっている。                       
■CPUクロック用発振素子には、12MHzの水晶を使用。これを1/2分周し
 て6MHzのCPUクロックを得ていた。                 
■以下に、IBM PC/AT本体のスペックを示す。            
項 目
内 容
型 番 IBM 5170
発売年月日 1984 年 8 月 14 日
CPU intel i80286(8MHz)
Memory 256/512KB
FDD 5.25 インチ 1.2 MB(2HC)ドライブ
HDD 5.25 インチ ST-506 タイプ 20 or 30 MB HDD
Video CGA 320 x 200, 16 Color / 640 x 200, 1 Color

Full Size IBM PC/AT マザーボード裏面

CPUのアップ(80286 6MHz)

■基板上には切り替えスイッチ(SW1)が1個搭載されている。これは、ディ
 スプレイにCGAを使用するかMDAを使用するかの切り替え用。     
■IBM The PC、PC/XTは、システムの初期設定を基板上のDIP
 スイッチで行っていたが、PC/ATでは「Diagnostics」という
 アプリケーションソフトウエアを起動させ、CMOS−RAM中に設定する方
 法を採用している。これは今日のマザーボードにおけるホットキーによるBI
 OS設定のハシリと言える。                      
■基板上に設けられたコネクタは、下記の通り。              
 ・ATパワーコネクタ(PS8、PS9)                
 ・スピーカーコネクタ(J19)                    
 ・パワーLED&キーロックコネクタ(J20)             
 ・バッテリーコネクタ(J21)                    
 ・キーボードコネクタ(J22)                    
■CMOS−RAMのバックアップ用には、筐体外部にリチウムバッテリーパッ
 クを搭載して行っていた。バッテリーにはPanasonicのBR−E3 
 (6V)が良く使用されていたようである。このバッテリのIBM補修部品番
 号は8286121となっている。                   


■本ボードに使用されているLSIは、以下の通り。            
LSI 型番
メーカ
機 能
GC80286-6C intel CPU
D8042 intel キーボード・コントローラ
P8254-2 intel タイマ・コントローラ
P8259A AMD 割り込みコントローラ(2個カスケード接続)
AM9517 AMD DMAコントローラ(2個カスケード接続)
MC146818P Motorola リアルタイムクロック/CMOS−RAM
D82284-6 intel クロック・ジェネレータ
D82288-6 intel バス・コントローラ
SN74LS612N TI レジスタファイル
TMM23256P-5878,5879 IBM BIOS ROM

■IBM PC/AT の割り込み構成を以下に示す。               
割り込み
要 因
NMI メモリ・パリティ・エラー
IRQ0 タイマ出力割り込み
IRQ1 キーボード割り込み
IRQ2 コントローラ2からのカスケード入力
IRQ3 非同期通信2(COM2)
IRQ4 非同期通信1(COM1)
IRQ5 パラレルポート2(LPT2)
IRQ6 フロッピーディスクコントローラ
IRQ7 パラレルポート1(LPT1)
IRQ8 リアルタイムクロック割り込み
IRQ9 ソフトウエアド割り込み(INT0AH)
IRQ10 予約
IRQ11 予約
IRQ12 予約
IRQ13 80287数値演算プロセッサ
IRQ14 ハードディスクコントローラ割り込み
IRQ15 予約(SCSIコントローラ等)

■IBM PC/AT の DMA 構成を以下に示す。                 
DMA チャネル
要 因
Channel 0 DRAM メモリのリフレッシュ
Channel 1 予約
Channel 2 フロッピーディスクドライブ
Channel 3 予約
Channel 4 DMA コントローラ1へのカスケード
Channel 5 予約
Channel 6 予約
Channel 7 予約

キーボードコネクタ部分のアップ
空きソケットは8087コプロセッサ搭載用のもの

8042キーボードコントローラ(上)と
MC146818 CMOS−RAM(左)のアップ

8259割り込みコントローラ(左上)、8254タイマ
コンとローラ(左下)、LS612レジスタファイル(右)

AM9517 DMAコントローラのアップ。
2個カスケード接続されている。

CPU付近の構成。クロックジェネレータや
バスコントローラ、水晶発振子等が実装される。

整然と並んだTTL−ICの列

BIOS ROMのアップ。
右端にはDRAMの列が見える。

メインメモリを構成するDRAMの列。
9個×4列×2段重ねの構成。

亀の子状に接続されたDRAM

拡張バススロットの列。16ビットのATバスが
6本、8ビットのXTバスが2本の8本構成。

CMOSバックアップ用リチウム電池。
これをマザーボード上のコネクタに接続する。

■コメント                              
1984年8月に発売されたIBM PC/AT初代機に搭載されていた、 
フルサイズのATマザーボードです。DOS/V黎明期には、互換機の構造を
理解するには、本家IBM PC/ATのマザーボードを見るのが一番だと言
われていました。それほど、ハードウエア構成がわかりやすい構造となってい
ます。チップセットの高機能化、高集積化が進んだ現在では、このように大き
なマザーボードを見る機会は滅多にありません。それほどまでに巨大なボード
なのです。しかし、部品の実装密度に関してはおおらかで、配線は簡単に目で
追えるようになっています。周辺機能も、DMAコントローラや割り込みコン
トローラ等に汎用部品を用い、見るだけで機能面を理解できてしまいます。 

PC/ATは、その後CPUクロックが8MHzにアップされましたが、これ
はその前の製品、6MHzの時のものです。80286を6MHzという周波
数で駆動するなど、今となってはちょっと想像することができませんね。  
メモリもSIMMといった便利なものが登場する以前ですので、DIPパッケ
ージのDRAMを並べて構成しています。パリティビットを含む9個のDRA
Mを一塊としてそれを4列設け、さらに各DRAMを2個亀の子状に重ね合わ
せて搭載容量を増やすといった涙ぐましい努力を行っています。基板はジャン
パ等も無く、とても美しい配線パターンです。さすがIBMの製品だと感心さ
せるマザーボードだと思います。                    

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