Semana passada a gente falou um tanto sobre a Zilog largar mão do Z80. A gente também falou algumas coisas erradas, então publicamos uma errata que recomendo a leitura, nem que seja para impressionar os colegas no bate papo no cafezinho da firma.

Mas em um ponto do texto, eu disse que alguém entraria em ação e faria algo. Afinal, a WDC assumiu a produção do MOS 6502 e produz o 65C02 (versão CMOS) até hoje. Por que não o Z80, ainda mais que dez empresas tinham (e ainda devem ter) licença para produzir processadores Z80?

E já tivemos uma resposta, mas diferente da que a maioria esperava.

Apresento a vocês o projeto z80-open-silicon, que está hospedado no github (onde mais, né?) e declara:

Chegou a hora da comunidade de código aberto e de preservação de hardware entrar em cena com um substituto de silício de código aberto e gratuito (FOSS) para o Zilog Z80.

A primeira fabricação do FOSS Z80 está programada para junho de 2024!

Pronto, agora que eu atraí a atenção de vocês, vamos explicar tudo.

O projeto z80-open-silicon tem o objetivo de criar um microprocessador que seja pino-compatível, em siliício, de código aberto e que substitua o Zilog Z80.

O FOSS Z80 lança mão da iniciativa OpenROAD e o projeto PDK de 130 nm da Skywater Foundries (que é FOSS) para sintetizar silício pronto para produção de chips. A infraestrutura Tiny Tapeout será usada para testar e melhorar o design com muitos outros chips, para assim reduzir o custo de fabricação física, que serão produzidos pela Skywater Foundries.

Logo, vamos ao que eu entendi aqui:

• O projeto OpenROAD (“Foundations and Realization of Open, Accessible Design”) foi lançado em junho de 2018 no âmbito do programa IDEA, da DARPA. O OpenROAD tem como objetivo derrubar as barreiras de custo, experiência e imprevisibilidade que atualmente bloqueiam o acesso dos designers à implementação de hardware em tecnologias avançadas. Ou seja, uma maneira de facilitar a confecção de chips.
• O SkyWater Open Source PDK é uma colaboração entre o Google e a SkyWater Technology Foundry para fornecer um Kit de Design de Processos (PDK, ou Process Design Kit) totalmente de código aberto e recursos relacionados, que podem ser usados para criar designs fabricáveis nas instalações da SkyWater. Ou seja, uma iniciativa para facilitar a produção de chips na Skywater Foundries. E eles estão começando com 135 nm (não, ninguém pensou em Z80 a 10 nm ainda, calma).
• O Tiny Tapeout é um projeto educacional que torna mais fácil e mais barato criar os seus próprios chips customizados.

Então, a iniciativa do z80-open-silicon é usar isso tudo para produzir um Z80 que possa ser comprado e usado em micros clássicos, não sintetizado em FPGA, mas o chip mesmo.

Continuando a ler o github deles, vemos que em junho de 2024 os primeiros Z80 nessa iniciativa serão produzidos, como parte do Tiny Tapeout 07. E antes que alguém pergunte, eles se basearão no núcleo Verilog TV80, de Guy Hutchison.

Os próximos passos são:

• Adicionar testes completos de execução de instruções (inclusive “ilegais”), usando o  ZEXALL, um emulador de Z80, no banco de testes.
• Comparar as diferentes implementações, como os núcleos Verilog A-Z80 e o Z80Explorer.
• Produzir via Tapeout, junto com a ChipIgnite, os Z80 de 44 pinos, com encapsulamento QFN.
• Produzir via Tapeout os Z80 de 40 pinos, com encapsulamento DIP (o que alegra meu coração).
• Criar layouts em nível de porta lógica que se assemelhem ao layout original do Z80.

Bem interessante, não? Muitas coisas me veem à cabeça, mas uma delas é como é curioso ver o núcleo Verilog virando um chip, é como seguir o caminho contrário.

Tem muito mais informação no github deles. Recomendo que leiam.

E para deixar vocês felizes no final, uma foto de um die de um Z80. Clique para ampliar, se quiser.

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