ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２マイコンボードの製作
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ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２はＺ８０互換の高速高性能８ビットマイクロコントローラです。
残念なことに数年前に生産中止になってしまいました。
しかし当社ではＫＬ５Ｃ８０Ａ１２を使った組込みマイコンボードはまだ健在です。
そのＫＬ５Ｃ８０Ａ１２を使ったＮＤ８０Ｚ３．５上位互換マイコンボードの製作記事です。
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［第３回］


●メモリマップ

ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２がアクセスできるメモリ範囲はいかにも半端な感じがします。
メモリマップとしては０００００〜ＦＦＦＦＦの１ＭＢのメモリ空間に実メモリを配置できるように見えるのですが、アドレスラインはＡ０〜Ａ１８の１９本しかありません。
１ＭＢをアクセスするにはＡ０〜Ａ１９の２０本のアドレスラインが必要なので、それが１本足りないということは、最大で５１２ＫＢの実メモリしかアクセスできないということになります。

ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２には２つのメモリアクセスモードがあります。
ひとつはノーマルモードで、もうひとつはマキシマムモードです。

ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２は高速アクセスできる５１２ｂｙｔｅのＲＡＭを内蔵しています。
それはよいのですが、上図のように１ＭＢのメモリ領域の中間にアクセスできない穴が空いてしまっています。
これはアドレスラインが１本足りないことに起因します。
ノーマルモードではマップの前半と後半の２つの領域に分断され、それぞれ最大１２８ＫＢしかアクセスできません。
ＲＯＭ１個、ＲＡＭ１個という普通の使い方ですと、図左のようにＲＯＭとＲＡＭを配置することになります。
マキシマムモードでは外部メモリは１ＭＢの前半０００００〜７ＦＦＦＦにしか配置することはできません。
この範囲にＲＯＭとＲＡＭを置くことになります。
マキシマムモードはＡ０〜Ａ１８までのアドレス線を普通に使います。
ですから図右のように配置したＲＯＭとＲＡＭはアドレスの上位ラインをデコードしてＲＯＭセレクト、ＲＡＭセレクトを作ることでアクセスします。
ノーマルモードではＡ１８、Ａ１７がそれぞれＭ１ＣＳ＿、Ｍ０ＣＳ＿というメモリセレクト信号として出力されます。
Ｍ１ＣＳ＿をＲＡＭセレクト、Ｍ０ＣＳ＿をＲＯＭセレクトとして使いますからアドレスデコード回路は不要になります。

ノーマルモードとマキシマムモードの指定はＭＯＤＥ１（ｐｉｎ２６）とＭＯＤＥ０（ｐｉｎ２７）に入力する信号（電圧値）によって行なわれます。
ノーマルモードはＭＯＤＥ１（ｐｉｎ２６）＝１、ＭＯＤＥ０（ｐｉｎ２７）＝１を指定し、マキシマムモードはＭＯＤＥ１（ｐｉｎ２６）＝１、ＭＯＤＥ０（ｐｉｎ２７）＝０を指定します。
なお’０１’はＫＬ５Ｃ８０Ａ１２専用のデバッグ装置（バグファインダ）を接続するモードで’００’は禁止です。
バグファインダがいかなるものであるかについては私は知りません。

●ノーマルモードかマキシマムモードか

初代ＮＤ８０ＫやＺＢＫシリーズでは回路が簡単になるという理由でノーマルモードを採用しました。
しからば新ＮＤ８０Ｋはいずれを採用すべきか？
ここは思案のしどころでありました。
ことはＲＡＭの選択に関係していることがはっきりしてきました。
新ＮＤ８０ＫもＣＰ／Ｍ互換ＤＯＳが動くことを前提に設計します。
ＣＰ／Ｍ互換ＤＯＳモードではアドレス００００にはＲＡＭを置く必要があります。
と同時に、リセット後は０番地からスタートしますからその場合には００００はＲＯＭでなければなりません。
この背反する条件をクリアするために、ＮＤ８０Ｚ３．５などでは同じ００００番地台に置いたＲＯＭとＲＡＭをバンク切換えという手法を使って切り換えてアクセスしています。

バンク切換えなら、ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２にはＭＭＵ（Ｍｅｍｏｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ）があるのだから、それを使えばよいではないか？
ところがＫＬ５Ｃ８０Ａ１２のバンク切換えのシステムでは、Ｚ８０ＣＰＵがアクセスできる００００〜ＦＦＦＦの「論理空間」の００００番地は実メモリを配置する「物理空間」の０００００に固定されているのです。
これはどういうことかといいますと、仮に物理空間の０００００〜１ＦＦＦＦにＲＯＭを置き、２００００〜３ＦＦＦＦにＲＡＭを置いたとして、起動時にはＲＯＭをアクセスし、その後にマップを切り換えて２００００〜のＲＡＭを論理空間の００００〜に置く、ということが許されないのです。
論理空間の００００に置くことができるのは物理空間の０００００に置いたＲＯＭに限られているからです。
つまりＫＬ５Ｃ８０Ａ１２のバンク切換えのルールではノーマルモードでもマキシマムモードでもＲＡＭを００００番地にすることはできません（ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２のバンク切換えについては後ほど詳しく説明します）。
結局ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２でもＮＤ８０Ｚ３．５などと同じ手法によってＲＯＭとＲＡＭを切り換えて使うしかありません。
そういうことになりますと、ノーマルモードでは１２８ＫＢのＲＡＭ、６２８１２８を２個使って、１個はＥ００００〜に置き、もう１個は０００００〜のＲＯＭの裏に置くことになります。
マキシマムモードでは６２８１２８を２〜４個使って、そのうちの１個を０００００〜のＲＯＭの裏に置くか、５１２ＫＢのＲＡＭ、６２８５１２を０００００〜に置いて、その一部をＲＯＭの裏に置くかのいずれかの選択をすることになります。
ＤＩＰタイプのＲＡＭとしては６２８１２８も６２８５１２もすでに生産中止になっていて流通市場から調達するしかありません。
６２８５１２はちょっと入手困難です。
するとマキシマムモードでフルＲＡＭの最大構成にするためには６２８１２８を４個実装することになります。
いや、それはさすがにちょっと…。
６２８１２８も６２８５１２も面実装タイプなら入手は容易で、しかもコスト的にも有利なのですけれど…。
う？
面実装のＲＡＭ？

次回に続きます。

ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２マイコンボードの製作［第３回］
２０１６．１２．１７ｕｐｌｏａｄ

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