(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１０３回］
●Ｑｅ出力について、タイミングチャートで説明します
前回、タイミング発生回路の、７４ＨＣ７４を使ったＱｅ出力回路が間違っている、と書きました。
もう一度タイミングパルスの発生回路（部分）を再掲します。
この回路はＴ１５のときだけ、正しい出力が得られません。
タイミングチャートで説明します。
命令のタイミングチャートを利用したため、Ｔ４からのチヤートになっています。
Ｑａ〜Ｑｄが７４ＨＣ１６１からの出力信号で、Ｑｅは「期待される」７４ＨＣ７４からの出力信号です。
７４ＨＣ１６１のｐｉｎ１５からは「Ｔ１５」の期間に上位桁へのキャーリーパルスが出力されます。
キャーリー出力がＴ１５からＴ１６になる瞬間に出てくれれば、問題はなかったのですが、そうではなかったところにミスの原因がありました。
キャーリーパルスはＴ１５になると同時に、立ち上がり、Ｔ１５の期間中Ｈになっています。
この信号を７４ＨＣ７４のＣＫ入力にしていました。
７４ＨＣ７４はＣＫの「立ち上がりエッジ」で入力をラッチして、出力を変化させます。
ということは、Ｔ１５の立ち上がりで、Ｑｅが出力されてしまうのです（タイミングチャートのＱｅＸ）。
Ｔ１５ですから、Ｑｅ〜Ｑａは”０１１１１”でなければならないのに、”１１１１１”になってしまいます（Ｔ１５ではなくて、Ｔ３１です）。
どうすればよいかというと、７４ＨＣ７４のＣＫとして、７４ＨＣ１６１のｐｉｎ１５の出力をそのまま使うのではなくて、その出力を７４ＨＣ０４で反転させた信号を使えばよいのです。
ただ、問題が１つだけあります。
このタイミング発生回路はＭｃｌｒ信号でクリアするようになっています。
もしもＴ１５の立ち上がりでＭｃｌｒが入力されると、困ったことがおきる可能性があります。
タイミングチャートの下の部分がそれです。
Ｔ１５のときに発生するＭｃｌｒは、Ｔ１５が立ち上がってから出力されますから、７４ＨＣ１６１のｐｉｎ１５からキャリーパルスは出てしまったあとになります。
キャリーパルスの立ち下り（つまり７４ＨＣ７４のＣＫ入力の立ち上がり）は、Ｍｃｌｒ信号（７４ＨＣ１６１と７４ＨＣ７４のクリア信号）と同時ではなくて、７４ＨＣ１６１の出力遅延時間だけ遅れます。
ということは、ＭｃｌｒによってＱｅ〜Ｑａが”０００００”になった直後に、７４ＨＣ７４のＣＫ入力（立ち上がりエッジ）が発生するため、Ｑｅ〜Ｑａは”１００００”になってしまいます（と推測されます）。
実は、「つくるＣＰＵ」回路では、ＭｃｌｒはＴｎ期間のｎ＝偶数の立ち上がりで発生するようにしていますから、実際にはそのようなことがおきる心配はありません（と思います）。
さらに、この問題はＴ１５のときにだけ発生する可能性がありますが、幸いなことに、少なくともＴ１５のときにＭｃｌｒを発生させる命令回路はありません。
ですけれど、念のために、ということで、タイミングチャートの下の部分のような心配も回避するように、工夫した回路に直しました。
ＣＬＫの後半のＬの期間だけ、キャリーパルスが７４ＨＣ７４に伝えられるようにしました。
もしもＴ１５のときにＭｃｌｒが入力されることで、Ｔ１５の立ち上がり部分で誤ったキャリーパルスが７４ＨＣ１６１から出力されたとしても、７４ＨＣ０４と７４ＨＣ００のゲートによって、クロックの前半部分は、７４ＨＣ７４には伝わりませんから、上で書いたような、”０００００”が”１００００”になってしまう心配はありません。
回路を修正した後に撮影した、ＸＴＨＬ命令のＴ１５の写真です。
またピンボケになってしまいましたけれど、ＬＥＤ表示は正しくなりました。
２００８．１０．２６ｕｐｌｏａｄ
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