２０２０．３．２６
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トランジスタでＣＰＵをつくろう！
トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第２０４回］



●ＯＰコードフェッチ回路（４）動作テスト

今回はＯＰコードフェッチ回路試作基板の動作テストです。
テストはＮＤ８０Ｚ３．５の８２Ｃ５５入出力コネクタに［第１９５回］で作ったフラットケーブルを接続して、ＢＡＳＩＣプログラムで行ないます。

下はＯＰコードフェッチ回路試作基板にフラットケーブルコネクタを接続した写真です。

写真ではコネクタの向きが悪くてちょっと見にくいですが、ケーブルの反対側は２６ｐｉｎコネクタになっています。
そちらをＮＤ８０Ｚ３．５の８２Ｃ５５入出力用コネクタに接続します。

コネクタの結線は［第１９５回］の接続図と同じですが、試作基板側の信号は異なります。

８２Ｃ５５のＰＡ０〜ＰＡ７の出力を試作基板のＤ０〜Ｄ７につなぎます。
データのラッチ信号は本来はＣＰＵクロックのＴ１ですが、今は動作テストですからＴ１の代わりにＰＣ７をつなぎます。
試作基板からラッチ出力されるＯＰコード（ＯＰ０〜ＯＰ７）を確認するためにＰＢ０〜ＰＢ７の入力をつなぎます。
Ｄ０〜Ｄ７とＰＡ０〜ＰＡ７のビットの並びは一致していませんが、動作テストですから結果が正しく確認できればよいのでそのままの接続にします。
つまりＤ０とＰＡ５、Ｄ１とＰＡ４というように接続することになります。
同様のことはＯＰ０〜ＯＰ７とＰＢ０〜ＰＢ７にもあてはまります。
こちらも並びは異なりますがこのまま接続します。
ＯＰ０とＰＢ６、ＯＰ１とＰＢ７というように接続することになります。
一見するとそのままではテスト結果の入力と出力の並びがでたらめになってしまって、結果の確認がしにくいように思われますが、幸い入力と出力の間には規則性があります。
試作基板の側のＤ０〜Ｄ７とＯＰ０〜ＯＰ７は同じ並びです。
一方で８２Ｃ５５のコネクタのＰＡ０〜ＰＡ７とＰＢ０〜ＰＢ７を見てみると、ＰＡ０〜ＰＡ３とＰＢ０〜ＰＢ３は同じ並びになっています。
またＰＡ４〜ＰＡ７とＰＢ４〜ＰＢ７は丁度順序が逆になっています。
このことからプログラムでＰＡ０〜ＰＡ７に特別の加工をしないで普通にデータを出力して、その結果を試作基板を通してＰＢ０〜ＰＢ７で受ければ、その結果が正しいかどうかは十分判断できます。

下は今回テストのために作ったＢＡＳＩＣプログラムです。

    10 OUT $83,$82
    20 A%=1
    30 FOR T%=0 TO 7
    40 OUT $80,A%
    50 OUT $83,$0F
    60 OUT $83,$0E
    70 OUT $80,$FF
    80 B%=IN($81)
    90 PRINT BI$(A%),BI$(B%)
   100 A%=A%*2
   110 NEXT T%
   120 A%=1
   130 FOR T%=0 TO 7
   140 C%=$FF-A%
   150 OUT $80,C%
   160 OUT $83,$0F
   170 OUT $83,$0E
   180 OUT $80,0
   190 B%=IN($81)
   200 PRINT BI$(C%),BI$(B%)
   210 A%=A%*2
   220 NEXT T%

ＮＤ８０Ｚ３．５の８２Ｃ５５のアドレスは８０〜８３です。
ＰＡとＰＣを出力に、ＰＢを入力に設定しています（アドレス８３に８２を出力）。
行番号２０〜１１０ではビット０〜ビット７のうちの１ビットのみを１にして、ほかのビットを０にしたデータをＰＡから出力したあと、ＰＣ７をＬ→Ｈ→Ｌに変化させることでラッチパルスを出力し、そのあとデータがラッチされていることを確かめるためＰＡからＦＦを出力します（データが筒抜けにならずにラッチされているかどうかの確認のため）。
最後にＰＢで試作基板からのデータを入力したあとＰＡに出力した値とＰＢから入力した値を表示して、これを８回繰り返します。
次の１２０〜２２０ではビット０〜ビット７のうちの１ビットのみを０にし、ほかのビットを１にしたデータをＰＡから出力することと、ラッチした後の確認のためＰＡから００を出力するところのみを変更してあとは前半と同じ処理を８回繰り返します。

下が実行結果です。

>r.
00000001     00000001
00000010     00000010
00000100     00000100
00001000     00001000
00010000     10000000
00100000     01000000
01000000     00100000
10000000     00010000
11111110     11111110
11111101     11111101
11111011     11111011
11110111     11110111
11101111     01111111
11011111     10111111
10111111     11011111
01111111     11101111

試作基板の回路は期待した通りの動作をしてくれているようです。

何回も書いていることですが、ＢＡＳＩＣは実行速度は遅くなりますが、短いプログラムならば今回のプログラムのようにほとんど即席で簡単に作ってしまうことができます。
そしてこれは宣伝なのですが、今回のようにＮＤ８０Ｚ３．５はハード回路のテストなどにも十分使える優れものなのです。

ともあれ、これでやっとＯＰコードフェッチ回路は完成です。

トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第２０４回］
２０２０．３．２６ｕｐｌｏａｄ

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