●Ｚ８０の割込み応答
前回はＴＫ８０のステップ回路と、ＭＹＣＰＵ８０のＴＫ８０回路のステップ回路について説明をしました。
ＯＰコードフェッチのタイミング信号（Ｍ１）と、ＩＮＴイネーブル信号をもとにして、Ｄ－ＦＦを使って、ユーザープログラムを１命令だけ実行したところでＩＮＴ信号が発生するという仕組みについて説明をしました。
ところがＺ８０には、肝心の割込みが受付可能状態であることを外部に知らせるＩＮＴイネーブル信号がありません。
まあ、たしかにそんな信号はあってもなくても、とにかくＩＮＴ信号を出して、それが受付けられればよいわけで、受付けられなければたいていは受付けられるまでＩＮＴ信号を出しっぱなしにすることになると思いますから、Ｚ８０の開発チームは多分そのように考えて、ＩＮＴＥ信号を出さないことにしてしまったのでしょう。
しかし、それではＴＫ８０で用いたステップ回路を使うことができません。
Ｚ８０を使ってＴＫ８０と同じようなステップ回路を実現するためには工夫が必要になってきます。
その工夫について考える前に、では一体Ｚ８０はどのようなタイミングで割込み処理を行うのでしょうか？
それについて少し調べてみたいと思います。
まずはこちらのタイミングチャートです。
これは［第４回］で紹介しました、Ｚｉｌｏｇ社のサイトからダウンロードした簡単なＺ８０のＤａｔａｓｈｅｅｔからの引用です。
しかし。これはひどい。手抜きもいいところです。
このドキュメントは既存のマニュアルから適当に抜き出して寄せ集めをしたとしか思えない、相当にいいかげんなしろもので、見習いの新入社員かバイトにでも編集させたのではあるまいか、といった類のドキュメントです。
で、こちらはその後に［第６回］で紹介しました、Ｚ８０ Ｕｓｅｒ’ｓ Ｍａｎｕａｌからの引用です。
こちらがタイミングチャートです。
そしてこちらが、その説明文です。
う。う。う。
率直に申し上げて、Ｚｉｌｏｇのマニュアルは、だめだなぁ、です。
肝心のところが抜け落ちています。
よーするに、ＩＮＴ信号が、（どの命令のときでも）その最後のクロックの上がりエッジでサンプリングされると、ＣＰＵは特別のＭ１サイクルを発生させます。そのＭ１サイクルで、ＭＲＥＱの代わりにＩＯＲＱがアクティブになるので、そのときデータバスに割込みベクトルデータを乗せなさいよ、ということです。
文章に書いてあるのはそれだけ。
一言足りませんでしょう。
今回のタイミングチャートにはかろうじてついています。
そう。ＲＤ信号です。
ＯＰコードフェッチのためのＭ１サイクルではＭＲＥＱ信号とともにＲＤ信号がアクティブになります。そうしなければメモリから命令やデータを読むことができません。
しかし割込みのためのＭ１のときにＩＯＲＱ信号とともにＲＤ信号がアクティブになったら、どこかのＩ／Ｏ回路がセレクトされて、そこからデータが出力されてしまうかもしれません。
ですからこのときはＲＤ信号はアクティブにはなりません。ＩＯＲＱだけがアクティブになります。
そこのところははっきり書いておいていただきたかったですねえ。
そういえば、アラ捜しみたいですけれど、上の引用文の下から２行目のところに、「詳しくはＣｈａｐｔｅｒ ６を参照されたし」とあるのですけれど、このＵｓｅｒ’ｓ Ｍａｎｕａｌを全文検索してみた結果、「Ｃｈａｐｔｅｒ ６」は、この行の１箇所しかないのですよねえ。
そもそもこのＭａｎｕａｌには、Ｃｈａｐｔｅｒなるものが全然ないのですよ。
いったいどうなっているのでしょ。
それはともかくとしまして、それならＩＮＴＥ信号の代わりに、このＩＯＲＱ信号が使えるか、といいますと、それはどだい無理な話です。
なぜって、このＩＯＲＱはＩＮＴ信号が受付けられた結果としてアクティブになるものなので、そのＩＮＴ信号を発生させるための信号としては使えるわけがないからです。
ともかくこのＺ８０の割込み応答のチャートからは、ＩＮＴＥに代わる信号をみつけだすことはできません。
で、発想の転換です。
ＩＮＴＥ信号ではなくても、ステップ動作の仕組みから考えていくと、ＩＮＴイネーブルのタイミングを知ることは、ほら、できるじゃありませんか。
ＩＮＴイネーブルのタイミングはといいますと、モニタプログラムの終わりにＥＩ命令が実行されて、そのあとＲＥＴ命令が実行されて、ユーザープログラムに戻った、まさにそのときがＩＮＴイネーブルになったときなのです。
ということは、ＲＯＭがアクセスされているときはＩＮＴ信号を出力するフリップフロップ回路を非アクティブにしておいて、ＲＡＭがアクセスされるときだけアクティブにすればよい、ということになります。
そのように考えたＺ８０ＣＰＵでのステップ回路が前回、［第２５回］にお見せした、ＮＤ８０ＺＨのステップ回路なのですが…。
その回路図をよく見ますと、ＲＯＭｓｅｌｅｃｔ信号だけではなくて、ＲＦＳＨなどというわけのわからない信号が抱き合わせになってしまっています。
それはまた一体どういうわけなのか、という説明につきましては、また次回にさせていただきます。
ＣＰＵをつくろう！第４５８回（２０１０．３．１７ｕｐｌｏａｄ）を再編集
ワンボードマイコンをつくろう！［第２６回］
２０１１．６．２９ｕｐｌｏａｄ
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