ＰＩＣでＵＳＢを！（知識ゼロからのスタートです）
ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のＵＳＢ機能を１００％自前のソフトで制御する試みです。しかもアセンブラで！
当記事は２００９年１２月から「ＴＴＬでＣＰＵをつくろう！」というタイトルの もとにほとんど毎日連載をしてきたものを再編集したものです。 ２０１１．７．８

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☆プロローグ

今までＵＳＢを使ってパソコンと通信をする部分にはＦＴＤＩ社のＦＴ２３２ＲＬかまたはＦＴ２４５を使って、ＲＳ２３２Ｃ−ＵＳＢ変換をしておりました。
ところがＵＳＢコントローラを内蔵しているＰＩＣがあることを知りました。
ＰＩＣは２３２Ｃ通信をするためなどに使っています。
それならそのＵＳＢコントローラを内蔵したＰＩＣを使えばＦＴ２３２ＲＬを使わなくても済んでしまいそうです。
ＦＴ２３２ＲＬはなかなかに便利なＩＣですが、ただ難点はフラットパッケージしかないことです。
それを使わなくても済むということならば、ここは一番ぜひとも挑戦してみるべきでありましょう。
さっそくＰＩＣ１８Ｆ４５５０のマニュアルをダウンロードして読んでみたのでありますが…。

［第７回］

●何かシカケがあるのでは？

前回（［第６回］）をお読みになった読者の方からご質問のメールをいただきました。
「単に出力をトグルさせているだけなのに、なぜ１μｓもかかるのですか？何かシカケでもあるのでしょうか？」
ごもっともなご質問です。

前回ご紹介した、パラレルポートにパルスを出力する８０８６のアセンブラプログラムはこんなリストでした。


        MOV DX,378
LOOP:OUT DX,AL
        XOR AL,01
        JMP LOOP

そしてこれが、そのプログラムを実行した結果ですよ、といってお見せした写真です。


ふつう、こういうパルスを出力するときは、パルス幅に合わせたダミーループで時間をかせぐようにします。
しかしご紹介したアセンブラプログラムにはそれがありません。

いったいどんなパソコンを使っているのでしょう？
これじゃ余りに遅すぎます。
これではまるで８ビットＣＰＵ並の速度です。

どうやらこれはＤＯＳ／Ｖパソコン（ＰＣ／ＡＴ互換機）のパラレルポートがもっている規格（？）のようです。
パラレルポートはプリンタポートとも呼ばれるように、プリンタ接続のためのインターフェースとして設計されました。
初期のパソコン用プリンタのインターフェースは低速で、ストローブ信号は少なくとも１μｓは必要とされていました。
これに対してパソコンのＣＰＵクロックはどんどん速くなる一方です。
もしもプリンタポートに出力するパルスをソフトウェアの待ち時間ループで作ったとすると、そのプリンタ制御プログラムはパソコンのクロックに合わせて全部変えなければなりません。
多分そういう理由からだと思いますが、実はパラレルポートにアクセスすると約１μｓのウェイトが強制的に挿入されてしまいます。
これがハードウェア的に行われるのか、ソフト的に行われるのかは、私には不明です。
ただこのことはＷｉｎｄｏｗｓ９８の機能ではなくて、もっと下のＤＯＳの機能のようです。
今回のテストプログラムはＷｉｎｄｏｗｓ９８のＤＯＳプロンプトで実行しましたが、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８を終了してＤＯＳでプログラムを実行させてみても、このウェイト時間は変わりません。
なおＤＯＳプロンプトで実行すると、約１μｓのウェイト時間とは別にＷｉｎｄｏｗｓがマルチプログラミング処理を行っていることを示す波形の乱れが見られます（上の波形写真で薄い影のような波形がそれです）。
この波形の乱れはＷｉｎｄｏｗｓを終了してＤＯＳで実行したときには無くなりますが、それでも約１μｓのウェイトはそのままです。

このウェイトについては、もう少し書きたいことがあるのですが、本日もまた時間が無くなってしまいました。
続きは次回にいたします。

またいずれあらためてお話ししますけれど、最後にちょいとひとこと。
Ｃを使ったプログラムばかりやっていると、こういうハードに直結した部分については全く気がつかないまま通りすぎてしまいます。
どなたも言及されないようですけれど、Ｃの功罪の、きわめて「罪」な部分だと思います。

逆にアセンブラを使ってＤＯＳ上でプログラムを作ると、こういうハードに直結した部分まで見えてきます。
これはなかなかに興味深いことだと思います。

こともあろうに、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社は、ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ以後、その楽しみを技術者から奪ってしまいました。
これはもう罪も罪、とんでもない大罪だと思うのですが、いかがでしょうか？
（パソコンのＯＳはもはや一私企業のものではなくて、「公器」とも言うべきものになっていると、私は思います。果たしてＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社にその自覚はありや、なしや？）
ＣＰＵをつくろう！第３９９回（２００９．１２．１４ｕｐｌｏａｄ）を再編集

ＰＩＣでＵＳＢを！［第７回］
２０１１．７．８ｕｐｌｏａｄ

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