トランジスタでＣＰＵをつくろう！
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１９回］


●最も切実な問題は

前回書きましたように、ＣＭＯＳＦＥＴの基本的な動作テストがなんとか終ったつもりになって、論理ゲートの構築に入ったところで、思わぬ伏兵に足をすくわれてしまいました。
実はなんとなく容量性の負荷は大丈夫かなあ、と薄々は懸念しておりました。
まさかミラー容量なんてとんでもないものが出てくるなどとは予想もしていませんでしたけれど。
この問題は巨大回路を組み上げていく中で対策を考えなくてはいけないことになるかもしれません。

しかしこの企画を真剣に考え始めた当初から、私が最も懸念してなんとかしなければ、と切実に考えたことはもっとほかにありました。
それはコストをどうするか、という問題でした。

８０８０はおよそ４５００個のトランジスタで構成されていたと言われています（一説には６０００個とも言われています）。
大変な数量です。
ところで８０８０はＣＭＯＳではなくてＮＭＯＳで作られていたようです。
当時はＰチャネルＭＯＳＦＥＴは製造が難しかったので、ＮＭＯＳで作らざるを得なかったのでしょう。
私はそこのところをＣＭＯＳＦＥＴで（つまりＰチャネルＭＯＳＦＥＴとＮチャネルＭＯＳＦＥＴで）作るつもりでおりました（ここが過去形なのが意味深であります）。

８０８０の内部構造がどのようなものであったのかよくは知りませんが、Ｎチャネルのみで構成されたロジック回路とＣＭＯＳで作ったロジック回路ではハード的に相当異なってくるのではと思います。
まっとうに考えればＮＭＯＳの回路の倍とは言わないまでも、ひょっとすると１．５倍くらいの量のトランジスタを使うことになってしまうかもしれません。

ま、ま、そこは努力と工夫によって、仮に６０００個のトランジスタで出来たと考えましょう。
すると、その半数の３０００個はＰチャネルＭＯＳＦＥＴということになります。
現在ＰチャネルＭＯＳＦＥＴの唯一の候補はＢＳ２５０だけです。
ところがすでにＢＳ２５０の生産は終了しています。
今はなんとか海外からならば入手可能ですので、現在ちょっとまとまった数量を海外にオーダーしています。
しかし早晩入手不能になってしまうことは目に見えています。

実は。
ＢＳ２５０以外に、今も生産中のＴＯ−９２タイプ（３本足型）のＰチャネルＭＯＳＦＥＴはあります。
しかし。
高い。
とてもじゃありませんが、それを３０００個は使えません。
あ。
ＢＳ２５０でも高いことは高いです。
３０００個も使ったらそれだけで原価が跳ね上がってしまいます。

ええ。
趣味でやるだけならば、それでもよいわけですけれど。
いえ、まあ、そりゃあ年寄りの道楽のようなものですけれど。
でも、どうせ作るのでしたら、ＭＹＣＰＵ８０と同様に組立キットとして皆様に提供できるものにしたい、と考えています。
そういうことになりますと。
おのずから価格をどうするか、ということを考えずにはおられません。
そこが一番頭が痛いところなのです。

そうなりますと。
ＢＳ２５０を３０００個つうのは非現実的です。
コストとしてもそうですし、たとえ数セット分だとしましても１万個、２万個という数を調達しなければなりません。
蓋をあける前からそりゃあ無理ということになってしまいます。

実は。
当初この企画を思いついた一番はじめの時点では、このところずっと書いてきておりますように、ＣＭＯＳＦＥＴ回路でいくつもりでおりました。
でも、上記のように考えていきますと、トランジスタ版ＭＹＣＰＵ８０はＣＭＯＳＦＥＴではちょっと無理じゃないの、という結論になってしまいます。

じゃあどうするの？ということなのですが。
そこのところがクリアできませんでしたならば、この企画はボツになっておりますです。
ええ。
書き始めてはおりませんです。
思いもよらぬウルトラＣがあるのです。

それはそれとしまして。
それならば、なんで長々とＣＭＯＳＦＥＴでロジック回路を作るなどという説明を続けているのでありましょう。

それは、やっぱりロジック回路をＣＭＯＳＦＥＴで構成するというのが基本中の基本になっているからです。
トランジスタでＣＰＵを作るなどと言いますと、まるで懐古趣味の権化のように聞こえますけれど、たとえば大学の電子技術関係の講義のテキストなどをインターネットで拝見いたしますと、このところ私が書いております、ＣＭＯＳＦＥＴで構成するＮＯＴ回路とかＮＡＮＤ回路などは、学生さんのレポートの課題としてもよく出されているようなのですね。

つまりはそういうことですので。
トランジスタ版ＭＹＣＰＵ８０組立キットをつくろうという当テーマは、基礎編としましてはＣＭＯＳＦＥＴ構造から入っていきますが、応用編になるにつれてこれからだんだんとＣＭＯＳＦＥＴではなくなっていく予定をしております。

もっとも。
副産物といいますか、途中で派生的に個別の７４ＨＣと同等の機能をＣＭＯＳＦＥＴ回路で構成したレゴブロックのような小組立てキットを作ってみるのも面白いのでは、と思いつきました。
今、その第一弾としまして、ＣＭＯＳＦＥＴ版ＨＣ００とＨＣＵ０４の組立キットを準備中です。

なんだかなかなかお話がまとまらなくって少しく要領を欠いておりますが、このまま次回に続きます。

トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第１９回］
２０１５．３．２３ｕｐｌｏａｄ

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