ＭＹＣＰＵ８０でＣＰ／Ｍを！
超巨大基板の８０８０互換ＨＣＭＯＳ・ＣＰＵでＣＰ／Ｍを走らせてしまおうという、なんとも狂気なプロジェクトです！
［第２１回］
●ＶＨＤＬコードの補足説明
前回はカメレオンロジアナのハードを利用したＶＨＤＬコードリストをお見せしました。
ＣＰＬＤ、ＶＨＤＬについてはその名前程度は以前から知ってはいましたが、今年の始めまではまったくの門外漢でありました。
カメレオンロジアナは何年か前に購入して、そこにはＣＰＬＤが搭載されていて、しかもＶＨＤＬコードを書き換えることのできる機能も搭載されているので、そのようにすれば自分の考えた回路として使うこともできるらしいということまではわかっていましたが、なにしろずっと多忙でしたので、その機会もないままで来てしまいました。
つまりは昨年暮れまでは、私はＶＨＤＬについてはまったく知識ゼロであったわけですが、それが一念発起しましてＶＨＤＬの短期速習を行い、なんとか自分の思う通りにカメレオンロジアナを改造することができるようになりました。
そのあたりの経緯につきましては「ＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭを使ってＵＳＢプロトコルの解析を！」に書いておりますのでご参照ください。
ＶＨＤＬも知識ゼロならばＩＳＥ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｕｉｔｅを使うのももちろん初めてというところからスタートしたわけですので、その経験を生かして、ＩＳＥ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｕｉｔｅの使い方についても詳しく説明するとよいのですが、しかしそのようなことを書き始めますと、本来のテーマからそれこそ大きく脱線したまま、本線に復帰できるのがいつのことやらわからなくなってしまいます。
それはＶＨＤＬについても同様でありますので、ここでは詳しくは書きません。
いずれＣＰＬＤ入門とか、ＶＨＤＬ入門とかといった連載も書いてみたいと思っております（何時になることやら）。
ああ。
いつまでもよそ様がお作りになったカメレオンロジアナに頼っていてはいけませぬ。
いずれ同様のものを中日電工でも作ってみたいとも思っております。
これまた何時のことになるかわかりませんが、余りあてにしないでお待ちくださいませ。
とりあえず。
前回のＶＨＤＬコードリストにつきまして、参考までに簡単に補足説明をいたします。
この回路の目的はＭＹＣＰＵ８０を動作させておいて、アドレスバス、データバス、制御信号データをリアルタイムに取得して、それをカメレオンロジアナのメモリ（１２８Ｋ×４バイト）に一旦蓄えたのち、メモリがフルになったら今度はその蓄えたデータをＺＢ２８Ｋに送り、ＺＢ２８Ｋはそれを画面に表示することで、ログファイル（テキストファイル）としてＺＢ２８Ｋと接続したＷｉｎｄｏｗｓパソコンのハードディスクに保存するというものです。
そのうちＭＹＣＰＵ８０のデータを取得するところから、それをＺＢ２８Ｋに送るところまでをＶＨＤＬで記述します。
基本的にＶＨＤＬは記述の順序は実行のシーケンスとは関係がありません。
ですので必要な回路ごとに記述することになります。
ただ全然シーケンスが無いかというとそんなことはありません。
取得したデータは順にメモリに書き込んでいかなければなりませんし、メモリがフルになったら、今度はそれをまたメモリの先頭から読み出してＺＢ２８Ｋに送らなければなりません。
そのあたりをどのように記述しているか、というあたりを参考にしていただければ、と思います。
とりたてて長いリストではありませんが、中身は結構濃いと思います。
ここではＶＨＤＬの文法には触れません。
とりあえずはそれについてはＶＨＤＬの文法について解説していらっしゃるよそのサイトか参考書などをお読みください。
とにかくやっておりますことは。
１）ＭＹＣＰＵ８０のアドレス、データ、制御信号を８ビット×４個の入力端子から入力する
ここで４バイトなのはカメレオンロジアナのメモリ（ＣＹ７Ｃ１３４７Ｇ）の構造にあわせたためです。
欲しいデータはアドレスバス上位８ビット、下位８ビット、データバス８ビットと制御信号が数ビットですから、これはもうお誂え向きで好都合でありました。
各データはＸＣ９５１４４ＸＬの入力端子から常時入力されているのですが、それをメモリに書き込むタイミングが重要になります。
２）読み込んだデータをメモリに書き込む
ＭＹＣＰＵ８０が（ＭＹＣＰＵ８０の）メモリから命令コードを読んでそれを実行するタイミングごとに、ＸＣ９５１４４ＸＬの各入力端子から入力されているデータをメモリ（ＣＹ７Ｃ１３４７Ｇ）に書き込まなければなりません。
そのタイミングとしてはＭＥＭＲＤ、ＭＥＭＷＲ、ＩＯＲＤ、ＩＯＷＲの各信号を使うことにしました。
後にＯＰｃｏｄｅｆｅｔｃｈも加えることにしました。
またＭＥＭＲＤはそのままでは使えないことが判明しましたので、それには新たに工夫が必要になりました（のちほど説明の予定）。
データをメモリ（ＣＹ７Ｃ１３４７Ｇ）に書き込むためのタイミングパルスとして、これらの信号を使うためには、信号パルスの極性をよく考えなければいけません。
それにはＭＹＣＰＵ８０のタイミングチャートをよく見て考える必要がありました。
３）メモリに書き込んだ後、メモリアドレスを＋１する
メモリ（ＣＹ７Ｃ１３４７Ｇ）のアドレスはパワーＯＮまたはリセット信号入力時にはゼロクリアします。
リセット信号はＺＢ２８Ｋから与えられます。
リセット時はＭＹＣＰＵ８０のＢＵＳＲＱ信号をアクティブにして、ＭＹＣＰＵの命令実行を一時保留させておきます。
ＣＹ７Ｃ１３４７Ｇは１２８Ｋ×４バイトの構成なので、アドレスはＡ１６〜Ａ０の１７ビットです。
これは１８ビットのバイナリカウンタの出力として与えます。
ここで１７ビットではなくて１８ビットのバイナリカウンタであるところがキモです。
４）メモリの書き込みサイクルと読み出しサイクルを設定する
ＣＹ７Ｃ１３４７ＧのアドレスとしてはＡ１６〜Ａ０の１７ビットを与え、最上位ビットのＡ１７はメモリのＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥの切り換えスイッチとして利用します。
Ａ１７は下位カウンタが００００になるごとにトグルしますからそれを利用して、ＭＹＣＰＵ８０からのデータの書き込みサイクル（Ａ１７＝０）と、それを読み出してＺＢ２８Ｋに送るサイクル（Ａ１７＝１）の切換えに使います。
Ａ１７＝１のときはメモリに蓄えたデータを読み出してＺＢ２８Ｋに送っている期間ですから、この間はＭＹＣＰＵ８０のデータを読み取ってメモリに書き込むことはできません。
工夫すれば読み出しと書き込みを同時に（厳密には交通整理しながら見かけ上は同時に）行なうことも可能ですが、ＺＢ２８Ｋ側の処理が圧倒的に遅いために（このことについても後に説明の予定）、そのように工夫することは無駄作業になります。
そこでＡ１７＝１の期間はＭＹＣＰＵ８０のＢＵＳＲＱをアクティブにします。
５）ＺＢ２８Ｋへのデータ送出は８ビットのハンドシェークで行なう
ＺＢ２８Ｋへのデータの送出は８ビットパラレルで行います。
ＣＹ７Ｃ１３４７Ｇへのデータの書き込みは１つのアドレスに４バイト同時に行ないますが、それを読み出すときには１つのアドレスから同時に読み出した４パイトのデータを１バイトずつＺＢ２８Ｋに送ることになります。
さらにデータが正しく送られているかの確認のため、４バイトのデータに先立ってＣＹ７Ｃ１３４７Ｇの現在のアドレス（Ａ１７〜Ａ０）も送ります。
つまりＭＹＣＰＵ８０の１組４バイトのデータをＺＢ２８Ｋに送るときは１組７バイトのデータとして、それを８ビットパラレルデータ７回の送信として送ります。
このあたりもどうやって実現するかというところに工夫が必要です。
ＺＢ２８Ｋにデータを送るにはＺＢ２８Ｋ側からのＲＥＡＤＹ出力と、ＸＣ９５１４４ＸＬからのＳＴＲＯＢＥ出力によって制御します。
ＺＢ２８Ｋは受信可能になるとＲＥＡＤＹをＨにします。
そしてＳＴＲＯＢＥがＬになるのを待ちます。
ＳＴＲＯＢＥがＬになったら８ビットのデータを読み取って、一旦ＲＥＡＤＹをＬにして、またすぐにＨにします。
このときに出力されるパルスによってＸＣ９５１４４ＸＬの内部カウンタがカウントアップされます。
ＸＣ９５１４４ＸＬは送信可能になるまでＳＴＲＯＢＥをＨにしたままにします。
データを出力するとＳＴＲＯＢＥをＬにします。
ＲＥＡＤＹがＨのときＳＴＲＯＢＥをＬにします。
ＺＢ２８Ｋ側の動作がシーケンシャルに説明しているのに対してＸＣ９５１４４ＸＬ側の説明はそのようになっていません。
上の説明ではデータ出力後にＳＴＲＯＢＥをＬにするというように書いていますが、それはそのココロでありましてＶＨＤＬのコーディングでは一見データ出力とは無関係であるかのようにＳＴＲＯＢＥ信号を記述しています。
実際ＶＨＤＬコードはＺＢ２８Ｋ側のＲＥＡＤＹ出力によって機械的にデータ出力処理が行なわれるようにコーディングしています。
前回のリストを見ていただけるとわかりますように、ＳＴＲＯＢＥ出力の定義は
zbkrdymk<=an1(17) and ZBKRDY; ZBKSTB<=not zbkrdymk; |
10 A=0
20 OUT $83,$9A
30 INPUT "OK?"YN$
40 OUT $82,$FF
50 WAH%=$FF:WAL%=$FF:WD%=$FF
60 IF BIT(IN($82),7)=1 GOTO 60
70 MAL%=IN($80)
80 OUT $83,0
90 OUT $83,1
100 'IF BIT(IN($82),7)=0 GOTO 90
110 IF BIT(IN($82),7)=1 GOTO 110
120 MAM%=IN($80)
130 OUT $83,0
140 OUT $83,1
150 'IF BIT(IN($82),7)=0 GOTO 140
160 IF BIT(IN($82),7)=1 GOTO 160
170 MAH%=IN($80)
180 OUT $83,0
190 OUT $83,1
200 'IF BIT(IN($82),7)=0 GOTO 190
210 IF BIT(IN($82),7)=1 GOTO 210
220 A%=IN($80)
230 OUT $83,0
240 OUT $83,1
250 IF BIT(IN($82),7)=1 GOTO 250
260 B%=IN($80)
270 OUT $83,0
280 OUT $83,1
290 IF BIT(IN($82),7)=1 GOTO 290
300 C%=IN($80)
310 OUT $83,0
320 OUT $83,1
330 IF BIT(IN($82),7)=1 GOTO 330
340 RW%=IN($80)
350 OUT $83,0
360 OUT $83,1
370 OP%=BIT(RW%,1)
380 MR%=BIT(RW%,2)
390 MW%=BIT(RW%,3)
400 IR%=BIT(RW%,4)
410 IW%=BIT(RW%,5)
420 'IF MR%*MW%*IR%*IW%=1 GOTO 440
430 AH%=C%
440 AL%=B%
450 D%=A%
460 'IF AH%<>WAH% GOTO 380
470 'IF AL%<>WAL% GOTO 380
480 'IF D%=WD% GOTO 440
490 PRINT HEX$(MAH%,2);HEX$(MAM%,2);HEX$(MAL%,2);" ";
500 PRINT HEX$(AH%,2);HEX$(AL%,2);" ";HEX$(D%,2);" ";HEX$(RW%,2);" ";
510 WAH%=AH%:WAL%=AL%:WD%=D%
520 IF OP%=0 THEN PRINT " OPCODE":GOTO 580
530 IF MR%=0 THEN PRINT " MEMRD":GOTO 580
540 IF MW%=0 THEN PRINT " MEMWR":GOTO 580
550 IF IR%=0 THEN PRINT " I/ORD":GOTO 580
560 IF IW%=0 THEN PRINT " I/OWR":GOTO 580
570 PRINT
580 OUT $86,0
590 GOTO 60
|