１６ビットマイコンボードの製作
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いつか使ってみるつもりで入手してそのまま置いてあった１６ビットＣＰＵのことを思い出しました。
ＡＭＤ社のＡＭ１８８です。
その名の通り、ＣＰＵコアは８０１８８互換の１６ビットＣＰＵです。
そのＡＭ１８８を使った１６ビットマイコンボードの製作記事です。
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［第１回］


●プロローグ

この長い年月、８０８０から始まってＺ８０からＫＬ５Ｃ８０Ａ１２に至るまで、ずっと８０系の８ビットＣＰＵ一筋でやってきたのですけれど。
世の中の流れを全然見ていなかったわけではありません。
いつかは１６ビットのＣＰＵもさわってみようと思いつつ、なかなかその思いも果たせずに今日まできてしまいました。

それがこのところ書いておりますように、ＮＤ８０Ｚ３．５の上位マイコンボードとして、ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２を使ったＮＤ８０Ｋの改良型を出そうと思い立って、その仕様についてあれこれ検討を重ねている最中のことだったのですが。
あらためてＫＬ５Ｃ８０Ａ１２の１００ｐｉｎフラットパッケージを眺めていましたら、ふと
「そういえばずっと以前にこれと同じぐらいのサイズの１６ビットＣＰＵを入手したはずだったが、あれはどうしたんだっけ」
なんて、突然に脈絡もないことを思い出してしまいました。

まだ今日のようにインターネットを使って海外からＩＣを直接購入するなどということが簡単にできる時代ではありませんでしたので、当時懇意にしていただいておりました当地の大学の先生のご紹介で、海外からＩＣを直接購入しているというお知り合いの先生にお願いして、「代行輸入」していただいたものです。

捜してみましたら、封こそ切ってありましたが中身は全く手付かずでそのまま残っておりました。
そうそう。
うっすらとですけれど、思い出してきました。
「いずれそのうち１６ビットのＢＡＳＩＣ制御ボードを出そう」
ということでサンプル的に入手してみたものだったと思います。
当時かなり高額なＣＰＵだったと思いますが、そうやってせっかく入手したものでしたのに、結局手をつけることもできずにそのままになってしまっておりました。


右上の１個分が空いていますが、今回の企画のために試作に使用したためです。

ＡＭＤのＡＭ１８８ＥＭです。


パッケージのサイズ、端子間隔を確認してみましたら。
なんと。
ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２とピッタリ一致するではありませんか。
もちろん同じ１００ｐｉｎと言っても端子の役割は全く違いますから、ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２とは別のＣＰＵ基板を作らなければなりませんけれど。

のちほど詳しく説明しますが。
そもＡＭ１８８とは一体なにものぞ？

オリジナルはＩＮＴＥＬの８０１８８ですが、これはＡＭＤ製の８０１８８互換チップです。
然らばその８０１８８とはなにものぞ、ということなのですが。

コアに１６ビットの８０８８上位互換ＣＰＵを使って、それにクロックオシレータ、ＭＭＵ、タイマーカウンタ、シリアルインターフェース、パラレルインターフェースなどをあわせて１チップに集積した組込制御用のＬＳＩです。
１８８とありますが抜本的に８０８８を強化したものではなく、８０８８に若干の命令機能を追加した程度のもので、まあ８０８８と同等のものと考えてよいかと思います。
ＡＭ１８８はＩＮＴＥＬの８０１８８互換ということですが、セカンドソースではなくて、ＩＮＴＥＬの８０１８８の機能強化版としてＡＭＤが独自に設計したもののようです（あるいはセカンドソース契約を結んだ上でＡＭＤが独自の機能を追加したものか？）。

皆様ご存知かと思いますが、８０８８はソフトウェアから見れば８０８６と全く同じ１６ビットＣＰＵです。
ハード面から見て、設計の容易さとコスト削減のために、データバス幅を８０８６の１６本から８０８０、Ｚ８０と同じ８本にしたのが８０８８です。
８０８６はＩＮＴＥＬが８０８０の１６ビット版として開発したＣＰＵで、もしも８０８６が生まれていなかったら、今日のＩＮＴＥＬ王国もＭｉｃｒｏｓｏｆｔ帝国も、もちろんＷｉｎｄｏｗｓパソコンもこの世に存在しなかったでありましょう。
かくのごとく、名実ともにまさに記念すべきＣＰＵです。

重ねて書きますが、８０１８８はその８０８６の８ビットデータバス版でありますところの８０８８上位互換ＣＰＵをコアにして、その周辺にクロックオシレータなどを集積した、ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２と同じタイプのコントローラＬＳＩで、しかもＫＬ５Ｃ８０Ａ１２と同じ１００ｐｉｎのフラットパーケージです。

おお。
そういうことならば。
うまく考えれば。
ＣＰＵ基板を差し換えてプログラムＲＯＭを交換するだけで、新ＮＤ８０Ｋボードがそのまま１６ビットマイコンボードになってしまうではありませんか！
言うなれば、８ビットマイコンと１６ビットマイコンの共通のプラットホームを作ることになります。

なんでしょうか、ねえ。
またしても、悪魔のささやきでありました。
８ビットＣＰＵと１６ビットＣＰＵを交換して、同じプラットホーム基板の上で動作させよう、なんてとんでもないことを思いついてしまったのであります。
幸い入手しておりましたＡＭ１８８は内部ＣＰＵコアは１６ビットですが外部データバス幅は８ビットの「８０８８」型ですから、アドレスバス、データバスはＫＬ５Ｃ８０Ａ１２と同じ仕様でいけます。
またどちらももとは８０８０から発展した「８０系ＣＰＵ」ですから、制御信号等についても極端に異なるわけではありません。

それはそうですけれど。
過去のソフトウェア資産を有効に活用して、新ＮＤ８０Ｋ組立キットを最短でこさえてしまおうなどともくろんでおりましたのに。
今まで全く手がけたことのない、１６ビットＣＰＵのマイコンボード組立キットを並行して作り上げようなんて。
作業量はおそらく当初見込みの数倍になりますでしょう。
これが悪魔のささやきでなくて、何でありましょうか。
ひとつ確実に言えることは。
これで私の正月は完全にぶっとんでしまった、ということであります（ま、例年のことでありますけれど）。

それにしましても。
そもそも。
１６ビットＣＰＵに７セグメントＬＥＤはいかがなものか。

うーん。
そこのところも考えてみたのですよね。
でも。
よいではありませんか。
なんたって、トレーニングボードです。
確かに今でもＷｉｎｄｏｗｓ上のＤＯＳプロンプトで、８０８６のマシン語プログラムを実行させることはできます。
しかし、これっぽっちもハードウェアを直接制御することなどできません。
ええ。
これっぽっちも、です。
それが、このボードならできてしまうのです。

おお。
ＴＫ−８０と同じようにシングルステップ動作もできるようにしようではありませんか。
そうそう。
それなら、できるだけＴＫ−８０と同じ動作になるように、８０８６のマシン語プログラムで「ＴＫ−８０モニタプログラム」を作ったら、８０８６プログラミングのよいサンプルになるじゃありませんか。

あー。
待て待て。
それならいっそのこと、ＮＤ８０Ｚ３．５、ＮＤ８０８０用の応用プログラム集と同じ内容のプログラムの１６ビット版を作ったら、それこそもっともっとよいサンプルプログラム集になるではありませんか。

８０８０と８０８６とではマシン語コードは全く異なりますから、さすがにＣＰ／Ｍを走らせることはできませんが…。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．！？

おお！
いかん！
どんどん、危ない方向に引きずられていってしまう（ああ、悪魔よ！）。
だめだ！
もう、それ以上考えるな。

ＣＰ／Ｍ？
ＤＯＳプロンプト？

ああ（いかん、とうとう思いついてしまった）。
ＣＰ／Ｍではなくて。
１６ビットならば、ＭＳＤＯＳ互換ではないか。
（もうー。しんでしまいそぉー）

うーん。
完全互換なんてことに首をつっこみますと、それこそ命取りになってしまいますから、そこまで考えたりはしませんけれど。
そこそこ互換ということでしたなら。
あれば何かと重宝するではありませんか。

そういうことでしたら。
この１６ビットマイコンボードも「マイコン独立大作戦」に参画させれば。
おおお。
長年のＷｉｎｄｏｗｓの呪縛から抜け出せるかも。

ＣＰ／Ｍ互換ＤＯＳはおよそ１年をかけて作り上げました。
そのくらいの時間をかければ、おそらくＭＳＤＯＳそこそこ互換ＤＯＳ（またはＭＳＤＯＳちょっぴり互換ＤＯＳ）ぐらいなら実現可能かも。

そういうことで、その実現には時間がかかりますから、今のところは、それは将来の課題といたしまして。
何はさておき、まずは、「ＴＫ−８０ライクな」１６ビットマイコン組立キットを離陸させましょう！
（わー！来年は、もお、例年にまして、思いっきりめっちゃんこなトシになってしまいそぉぉ！）

１６ビットマイコンボードの製作［第１回］
２０１６．１２．２９ｕｐｌｏａｄ


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