●ＮＤ８０ＺＨのステップ回路
Ｚ８０版ＴＫ８０ボード（ＮＤ８０ＺＨ）の回路図は、［第３回］でお見せしました。
そのうちの、ステップ回路の部分だけ切り取って下に示します。
ＴＫ８０のステップ回路については、前回説明をしました。
ＭＹＣＰＵ８０のステップ回路については、ＣＰＵをつくろう！［第２４１回］からＣＰＵをつくろう！［第２５５回］あたりにかけて説明をしています。
ＭＹＣＰＵ８０の最終的なステップ回路図はＣＰＵをつくろう！［第２５５回］にあります。
ＴＫ８０のステップ回路も、ＭＹＣＰＵ８０のステップ回路も、そしてＮＤ８０ＺＨのステップ回路もＤ－ＦＦを使っています。
８０８０もＺ８０も命令の長さ（クロック数）は命令によって異なっていて、しかも１バイトだけの命令（コード）もあれば、２バイト、３バイトの長さの命令もあります（Ｚ８０は４バイトの命令もあります）。
ＩＮＴ（割込み）信号は、どの長さの命令でも、その命令の一番最後のクロックのときに（つまりその命令が実行されてしまった終わりのタイミング）で受け付けられます。
ステップ動作の回路は、どの長さの命令であっても、１命令が実行されたあとでＩＮＴ割込み信号が受け付けられるように考えられています。
ＣＰＵが１命令を実行したあとでちょうど割込みが受け付けられるようなタイミングでＩＮＴ信号を発生させるのには、フリップフロップを利用すると都合がよいのです。
フリップフロップはクロックに同期して出力を変化させることができます。
ステップ回路に使うフリップフロップのクロックとしては、ＯＰコードフェッチサイクルであることを示す信号を使います。
命令の長さ（バイト数）は異なっていても、ＯＰコードフェッチサイクルはどの命令でも、命令の最初に必ずあります。
ＯＰコードフェッチサイクルを示す信号をトリガにしてＩＮＴ信号を発生させれば、１命令を実行したあとで、割込みを受け付けさせることができます。
前回は、タイミングチャートを描くのは面倒なので手抜きをします、と書きましたが、やっぱり百聞は一見にしかず、という言葉もあることですから、簡単なタイミングチャートを描いてしまいました。
ＩＮＴＥはＥＩ命令が実行された結果、割込みが受け付けられるようになったことを外部に知らせる信号です。
図の破線は、命令の終わりに割込み信号が受け付けられるタイミングを示しています。
ＥＩ命令を実行しても、ＥＩ命令の終わりのタイミング（１）では、ＩＮＴＥはアクティブにはなりません。
ＥＩの次の命令（通常はＲＥＴ命令）の終わりのタイミング（２）に間に合うあたりのところでＩＮＴＥがアクティブになります。
（２）のときには、ＲＥＴ命令の実行は完了していますから、そこで割込みが受け付けられても、多重に割込みが受け付けられることにはならないからです。
でもここで割込みが受け付けられてしまったのではステップ動作にはなりません。
この（２）はパスしなければなりません。
そこでフリップフロップ回路が生きてくるのです。
ＩＮＴＥをＤ－ＦＦのＤ入力に入れて、Ｍ１（ＯＰコードフェッチサイクルを示す信号）をＣＫ入力に入れることで、１命令分を遅延させてＩＮＴ信号を発生させることができます。
ＲＥＴ命令のＭ１の立ち上がり時点では、ＩＮＴＥはまだＬですからＩＮＴ信号は出力されません。
その次の、ユーザープログラムの命令のＯＰコードフェッチサイクル（Ｍ１信号）によって、Ｄ－ＦＦの出力が変化し、ＩＮＴ信号が出されます。
前置きが長くなりました。
そのように、ＴＫ８０のステップ回路は、ＩＮＴＥ信号とＭ１信号をＤ－ＦＦに入力することで、ステップ動作のためのＩＮＴ割込み信号を発生させていました。
ところが。
Ｚ８０には、肝心のＩＮＴＥ信号がなかったのです。
うう。そりゃあ、困る。
なんとかしなければ、ということで考えたのが、最初のところでお見せした、ＮＤ８０ＺＨのステップ回路です。
じつはこの回路は、その昔、ＣＰＵを８０８０からＺ８０に変更して、ネーミングもＮＤ８０からＮＤ８０Ｚにリネームして、バージョンアップ版として売り出したときの回路でした。
Ｚ８０にはＩＮＴＥ信号がなかったために、図のような回路を考えたのです。
で、今回もそのままその回路を利用したのですが、あらためてよくよくこの回路について考えてみましたところ、もう少し簡単にできることがわかりましたので、最終的な回路は、この回路図とは少し変わってしまいました。
また時間がなくなってしまいました。そのあたりの説明は次回にすることにいたします。
ＣＰＵをつくろう！第４５７回（２０１０．３．１５ｕｐｌｏａｄ）を再編集
ワンボードマイコンをつくろう！［第２５回］
２０１１．６．２９ｕｐｌｏａｄ
前へ
次へ
目次へ戻る
ホームページトップへ戻る