(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１０７回］
●ＩＮ命令とＯＵＴ命令の動作テスト
［１０１回］のはじめのところで、「最近は忙しくてホームページの更新が１日おきになっています」と書きましたが、ここのところ、さらにペースが落ちてしまいました。
いったい何をやっているのでしょう？
実は、ちょいと大変な作業をやっているのです。
その詳細について、近日中にご説明できると思います。
いましばらくお待ちください。
そんなわけで、本日もほんの少しだけになってしまいそうです。
ＩＮ命令とＯＵＴ命令は今までの命令のように、ＣＰＵ内部のレジスタや、メモリの内容を書きかえたりするのではなくて、まったく別のＩ／Ｏというハードに対して、読み、書き、をします。
ということは、ＩＮ命令やＯＵＴ命令をテストするためには、メモリのほかにＩ／Ｏ回路が必要なのです。
●Ｉ／Ｏといえば８２Ｃ５５が定番です
８２Ｃ５５（８０８０発売当時は８２５５）は８０８０だけではなくて、その後に発売された８０８５やＺ８０のＩ／Ｏ回路を構成する代表的なＬＳＩとしてひろく一般的に使われました。
もともとは８０８０のファミリーＬＳＩとして開発されたため、Ｚ８０との接続にはちょいとしたコツが必要ですが、４０ｐｉｎのＬＳＩ１個で、コマンドによって入力にも出力にも設定できる８ビットのＩ／Ｏポートを３ポートももっているというのは、なかなかに便利なＩＣです。
ちなみにＺ８０のファミリーにはＺ８０ＰＩＯというＬＳＩがありますが、こちらは同じ４０ｐｉｎなのに８ビットのポートが２ポートしかありません。この１ポートの差はときとしてかなり利いてくるときがあります。
ということででしょうか、Ｚ８０のボードでもＺ８０ＰＩＯよりも８２Ｃ５５を組み込んだボードの方が一般的だったように思います。
それほどにポピュラーだった８２Ｃ５５ですが、Ｚ８０に続いて、国内での生産は終了してしまいました。
今はまだ流通在庫があるようですが、やがて国内では入手できなくなる日もそれほど遠くないような気がします。
それはともかく、ＩＮ命令とＯＵＴ命令のテストです。
また手元にある適当な基板を利用して、「つくるＣＰＵ」の基板に８２Ｃ５５回路を接続しました。
フラットケーブルが入り組んでいます。
左下にあるのが、当社のＢＡＳＩＣ制御ボードＺＢ２５Ｋです。
これでＲＡＭに命令コードを書き込んで、「つくるＣＰＵ」ボードのステップ動作をコントロールしています。
写真中央にあるのが、ＲＡＭ基板です。
６２２５６相当のＲＡＭがのっています。
その左にあるのが、今回新たに追加した、８２Ｃ５５ボードです。
８２Ｃ５５の出力の確認のために、テスト用のＬＥＤ表示回路が８２Ｃ５５基板に接続されています。
●８２Ｃ５５の簡単な説明です
８２Ｃ５５には８ビットの入出力ポート、Ａポート、Ｂポート、Ｃポートの３ポートがあります。
各ポートにアクセスするには、それぞれのポートに割り当てたＩ／Ｏアドレスを指定して、ＩＮ命令、ＯＵＴ命令を実行します。
８２Ｃ５５には上記３ポートのほかに、各ポートの入出力方向を設定するための、コントロールワードアドレスがあります。
８２Ｃ５５はコントロールワードアドレスを含めると、合計４つの連続したＩ／Ｏアドレスを占有することになります。
今回のテストでは、８２Ｃ５５の外部につけたアドレスデコード回路によって、Ｉ／Ｏアドレスとして８０〜８３（いずれも１６進数）を割り当ててあります。
Ｉ／Ｏアドレス Ｉ／Ｏポート
８０ Ａポート
８１ Ｂポート
８２ Ｃポート
８３ コントロールワード
●動作テストプログラムです
００００ ３Ｅ８０ ＭＶＩ Ａ，８０
０００２ Ｄ３８３ ＯＵＴ ８３
０００４ Ｄ３８０ ＯＵＴ ８０
０００６ ３Ｄ ＤＣＲ Ａ
０００７ Ｄ３８１ ＯＵＴ ８１
０００９ ３Ｄ ＤＣＲ Ａ
０００Ａ Ｄ３８２ ＯＵＴ ８２
０００Ｃ ＤＢ８１ ＩＮ ８１
０００２番地のＯＵＴ命令でコントロールワードアドレスに”８０”を出力しています。
ＯＵＴ命令では出力するＩ／Ｏアドレスだけを命令の２バイト目で指定します。
Ａレジスタのデータが出力されます。
そのためＯＵＴ命令に先立って、Ａレジスタに出力データをセットしておきます。
それが００００番地のＭＶＩ命令です。
ＯＵＴ命令の実行後もＡレジスタの値は変化せずにそのまま残ります。
コントロールワードの詳細については省略しますが、コントロールワードの”８０”はＡ〜Ｃの全ポートを出力に設定するコマンドです。
０００４番地でＡポートに同じ”８０”を出力しています。
コントロールワードの”８０”でも、ＡポートのＩ／Ｏアドレスの”８０”でもなくて、ただの出力データとしての”８０”です。
ここではＡポートのＩ／Ｏアドレスが”８０”なので、ＯＵＴ命令の２バイト目が”８０”になっていますが、これは「Ｉ／Ｏアドレス」を指定しているので、出力データではありません。
Ａポートに出力されるのは００００番地のＭＶＩ命令でＡレジスタに入れた”８０”です。
テストとしてどんなデータを出力してもよいので、たまたまＡレジスタに残っている、”８０”をそのまま８２Ｃ５５のＡポートに出力しているだけです。
Ｉ／Ｏアドレス”８３”に対して出力された”８０”は、コントロールワードとして８２Ｃ５５のポートの向きを設定させるように働きますが、Ａポート〜Ｃポートに対しては、ただの出力データとしての”８０”として働きます。
０００４番地のＯＵＴ命令の実行によって、Ａレジスタの値の”８０”がそのままＡポートから出力されます。
８２Ｃ５５のＡポート〜Ｃポートから出力されたデータは、ラッチされて、次に別の値を出力するまで、そのまま保持されます。
ポートによって出力データを変えてみる目的で、０００６番地のＤＣＲ命令を実行します。
Ａレジスタに入っていた”８０”は−１されて”７Ｆ”になります。
次の０００７番地のＯＵＴ命令で、Ｉ／Ｏアドレス”８１”のＢポートには、”７Ｆ”が出力されます。
もう一度０００９番地のＤＣＲ Ａを実行するので、その次の０００Ａ番地のＯＵＴ命令で、”８２”のＣポートには”７Ｅ”が出力されます。
最後のＩＮ命令はＩ／Ｏアドレス”８１”から入力します。Ｂポートです。
８２Ｃ５５は向きを出力に設定したポートに対してＩＮ命令を実行すると、それ以前に実行されて現在その出力ポートに出力されてラッチされている出力データをそのまま読み込みます。
ＩＮ命令は指定するＩ／Ｏアドレスから入力したデータをＡレジスタに読み込みます。
Ｂポートには”７Ｆ”を出力しましたから、ＩＮ ８１の実行によってＡレジスタには”７Ｆ”が読み込まれます。
２００８．１１．７ｕｐｌｏａｄ
２００８．１１．８追記
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