トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第１７９回］
●ＩＮＣ／ＤＥＣ ＲＥＧＩＳＴＥＲ（２）
前回からの続きです。
前回はインクリメントカウンタとデクリメントカウンタの動作の違いについてビット単位で確認してみました。
インクリメントはパルスが入力されるごとにカウンタの値が＋１されていきます。
ごく普通のカウンタの動作です。
デクリメントはそれとは全く逆の動作になります。
パルスが入力されるごとにカウンタの値が−１されていきます。
ところがインクリメントカウンタとデクリメントカウンタの動作をビット単位で見てみると、どちらも同じ動作をしていることがわかります。
それなのに一方は値が＋１されていき、もう一方は−１されていきます。
ちょっと考えるとありえないように思えます。
しかしさらにもっと深く考えてみると、インクリメントもデクリメントも下位桁からのキャリーまたはボローによってカウント動作をすることから考えると、これはつまりキャリー（ボロー）の与え方（言い換えるとそのタイミング）にあるとしか考えられません。
キャリーとボローは違うように思えるかも知れませんが、どちらもただのパルスです。
そのパルスのみを見ただけではどちらがキャリーかボローかは判断できません。
さて。
ということで、前回の２ビットのカウンタの動作を今度はパルス波形として見てみることにします。
すると下の図のようになります。
図からわかるように、ＩＮＣは下位桁からのパルスがＨからＬになるときに、上位桁がカウントアップされます。
それに対してＤＥＣは下位桁からのパルスがＬからＨになるときに「カウントアップ」されます。
そういうことなのです。
なんと。
デクリメントはカウントダウンのように思えますが、実はインクリメントもデクリメントもどちらもカウントアップをしているのです。
上記のタイミングでどちらも下位桁の２倍の長さのパルスが発生しています。
それでありながら、両者のＱ１、Ｑ０を２ビットのカウンタ出力だと考えてその値を読んでみますと。
ＩＮＣは００→０１→１０→１１→００と変化しています。
ＤＥＣでは００→１１→１０→０１→００と変化しています。
まるできつねにつままれたみたいで、手品のようにも思えます。
でも波形を見る限り、どこにもタネも仕掛けもないようです。
トランジスタＣＰＵ回路の試作カウンタ回路の動作を確認していて、偶然このように動作するということをみつけたときは、思わず「おおおっ！」と叫んでしまいました。
何か新しい法則を発見したような心地でありました。
ここまでわかってくると、どういう回路にすればよいのか、ということはもう簡単にわかってしまいます。
上図の右側がその回路です。
定番の７４ＨＣ７４で考えてみました。
７４ＨＣ７４はクロックの立ち上がりでＤ入力をラッチしますから、ＩＮＣカウンタの場合には図のように下位桁のＱ出力をインバートしてＣＫ入力にします。
多段回路の場合には下位桁のＱ＿出力を利用することができますから、インバータを使う代わりにその右の図のようにすることもできます。
ＤＥＣカウンタの場合にはＣＫに下位桁のＱ出力を入れるだけで済みます。
いかがでしたでしょうか。
コロンブスの卵といいますか、目からウロコという気分になっていただけましたでしょうか。
次回に続きます。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第１７９回］
２０１９．１１．１８ｕｐｌｏａｄ
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