ＣＰ／ＭがＴＫ－８０互換のワンボードマイコンの上で復活します
ＮＤ８０ＺⅢとＭＹＣＰＵ８０の上でＣＰ／Ｍが走ります！
［第３０３回］
●普通のＰｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒ（２）
前回は普通のＰｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒの説明の入口で時間がなくなって、そこで終わってしまいました。
ＩＰＬ（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒ）と普通のＰｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒとどこが違うのかといいますと、プログラムを外部記憶からロードするという働きそのものに違いはありません。
普通のプログラムをロードするから普通のＰｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒで、起動時にシステムプログラムを最初にロードするからＩｎｉｔｉａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒです。
ＩＰＬはシステムの起動時にのみ実行され、そしてシステムプログラムをロードしたあとは、ロードしたシステムプログラムに制御を渡します（システムプログラムにジャンプします）。
普通のＰｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒはプログラムをロードするだけです（ロードした後でそのプログラムにジャンプするようにもできますけれど）。
ＩＰＬはＰｏｗｅｒ Ｏｎした時やシステム起動時にのみ読み出され、システムプログラムをロードした後では表舞台からは隠れてしまうというちょっと特殊な振る舞いをします。
それだけにハード面とソフト面で工夫が必要になります。
しかし外部記憶装置からプログラムをロードするという、主たる働きにおいて両者は同じです。
そこでＩＰＬの説明に先立って、まず普通のＰｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒについて説明をすることにいたしました。
Ｅ－８０（仮称）ミニコンではプログラムやデータはＵＳＢで接続したＷｉｎｄｏｗｓパソコンからロードします。
ＮＤ８０ＺⅢ（ＮＤ８０Ｚ３．５）やＭＹＣＰＵ８０と同じ方式です。
ＭＹＣＰＵ８０ではＵＳＢインターフェイスとしてＦＴ２３２ＲＬを使っていますが、ＮＤ８０ＺⅢ（ＮＤ８０Ｚ３．５）ではＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０を使っています。
Ｅ－８０（仮称）ミニコンでもＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０を使います。
ＮＤ８０ＺⅢ（ＮＤ８０Ｚ３．５）ではＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０にＵＳＢだけではなくてＲＳ２３２Ｃインターフェイスの役も背負わせたために、ちょっと窮屈な回路になっていますが、Ｅ－８０（仮称）ミニコンではＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０はＵＳＢ専用としましたので、比較的わかりやすい回路になっています。
具体的には、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０とＣＰＵとの間でデータを受け渡しするのに、ＮＤ８０ＺⅢ（ＮＤ８０Ｚ３．５）では４ビットずつ２回で行なっているところを、Ｅ－８０（仮称）ミニコンでは８ビットを１度で送受します。
Ｅ－８０（仮称）ミニコンのそこのところの回路図は前回お見せしましたが、戻って見ていただくのも面倒かと思いますのでもう一度あらためてお見せすることにいたします。
Ｅ－８０（仮称）ミニコンのＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０まわりの回路図です。
ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０との間でデータの受け渡しをするために、７４ＨＣ３７３と７４ＨＣ２４４を各１個使います。
８２Ｃ５５やＰＩＣなどでは同じ端子で入力と出力ラッチを切り換えることができますが、７４ＨＣではそのような便利なＩＣはありません。
７４ＨＣ２４５は双方向バッファですが出力をラッチすることはできません。
そこでこの図のような使い方をすることになります。
ＩＯＲＤ＋アドレスＦＣＨで７４ＨＣ２４４がアクティブになってＰＩＣから出力されたデータを読み込みます。
ＩＯＷＲ＋ＦＣＨで７４ＨＣ３７３にデータを出力しラッチします。
７４ＨＣ３７３からの出力は８２Ｃ５５からの出力（１４Ｋ５０ＷＲ）がＬのときアクティブになります。
これだけではＣＰＵとＰＩＣとの間でのデータの方向やタイミングが合わせられません。
そこでそのためにＰＩＣに制御情報を伝えるために７４ＨＣ１７４を使い、ＰＩＣからの制御情報を受け取るために別にもう１個の７４ＨＣ２４４を使います。
こちらのほうはＩＯＷＲ、ＩＯＲＤとアドレスＦＥＨでコントロールします。
データ線と違って双方向ではなく向きは固定しています。
実はＥ－８０（仮称）ミニコンではＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のほかに、もうひとつ別のＰＩＣ（１６Ｆ８８６）を使っています。
この７４ＨＣ１７４と７４ＨＣ２４４は２つのＰＩＣとの間の制御信号のやりとりを合わせて行なっています。
回路図を見ていて気がついたのですが制御信号を入力するための７４ＨＣ２４４は空きができています。
当初はもっと別の信号を入力していたのですが、設計を変更する過程で空きができてしまいました。
今ここに入っているＢＳという信号もここに入れる必要は無くなったことがわかっていますから、それならここは７４ＨＣ２４４ではなくて、７４ＨＣ１２６でもよさそうです。
ＰＩＣとＣＰＵとの間のデータの受け渡しのための制御出力はＰＩＣから２本とＣＰＵ側から２本の計４本で行ないます。
ただし送受信に対してＣＰＵとＰＩＣは対等ではありません。
ＣＰＵがマスターでＰＩＣはスレーブです。
そこでその立場の違いによって信号の役割がちょっと異なります。
ＣＰＵがＰＩＣにデータを送る場合には、データを７４ＨＣ３７３にセットしてからＳＴＲＯＢＥ＝Ｌにします。
これに対してＰＩＣはＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹ＝Ｌを返します。
これをもう少し詳しく言いますと、ＣＰＵはＰＩＣ側がＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹ＝Ｈであることを確認してからＳＴＲＯＢＥをＬにします。
ＰＩＣはデータを読み込んだらＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹ＝Ｌにします。
ＣＰＵはＲＥＡＤＥＹ／ＢＵＳＹ＝Ｌを確認したらＳＴＲＯＢＥ＝Ｈにします。
ＰＩＣはＳＴＲＯＢＥ＝Ｈを確認したらＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹをＨにします。
このようにちょうどお互いが２本の手を握り合ってタイミングを確認しながら送信受信を行ないますから、このような方法をハンドシェイク（Ｈａｎｄ Ｓｈａｋｅ）と言います。
さてＣＰＵがデータをＰＩＣに要求するときは、ＰＩＣの側のＳＴＲＯＢＥ＝Ｈを確認してから、ＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹ＝Ｌにしますが、このときはＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹではなくてＤＡＴＡ ＲＥＱＵＥＳＴの意味で出力します。
ＰＩＣはそれ以前にデータを受信していても、ＰＩＣ側から勝手にデータをＣＰＵに送ることはしません。
受信したデータは受信バッファに貯えておいて、ＣＰＵから要求があるのに備えています。
ＰＩＣはＣＰＵからのＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹ（ＤＡＴＡ ＲＥＱ）＝Ｌを確認したら、データを出力してＳＴＲＯＢＥ＝Ｌにします。
ＣＰＵはＰＩＣからのＳＴＲＯＢＥ＝Ｌを確認したらデータを読み込みます。
そしてデータの読み込み後にＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹ（ＤＡＴＡ ＲＥＱ）＝Ｈにします。
ＰＩＣはＣＰＵからのＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹ（ＤＡＴＡ ＲＥＱ）＝Ｈを確認したら、ＳＴＲＯＢＥ＝Ｈにします。
実はこのときにはＰＩＣ側のバッファに受信データが無いという場合が考えられます。
そこでその場合にはＰＩＣはデータを受け取るときに使うもう１本の出力線ＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹをＬにします。
ＣＰＵはデータ要求をしたときにＰＩＣからのＳＴＲＯＢＥとともにＲＥＡＤＹ／ＢＵＳＹも同時に確認して、それがＬならばデータを読み込まずにそのままリターンします。
ＣＰＵがＰＩＣからデータを受け取る場合には、受信データが無いという以外に受信エラーが発生したことを伝える場合もでてきます。
しかしそれについては説明がこみいってきますのでここでは省略することにいたします。
今回もまた時間がなくなってしまいました。
実際のＰｒｏｇｒａｍ Ｌｏａｄｅｒのプログラムについては次回に説明することにいたします。
ワンボードマイコンでＣＰ／Ｍを！［第３０３回］
２０１３．１．２８ｕｐｌｏａｄ
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