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１９６回］
●命令デコード回路（４）回路の問題点
およそ１週間ぶりの更新になってしまいました。
気長なお付き合いをお願いいたします。
前回はＢＡＳＩＣプログラムで回路のテストを行い、見かけ上は正常動作することを確認しました。
しかし回路図を眺めていてあることに気が付きました。
これって、ひょっとするとまずいのでは？
下は［第１９３回］でお見せした回路図です。
左側の回路を見ると、ＯＰ３とＯＰ４の入力に対してはＡ１０１５とＣ１８１５がペアになっています。
ところがその下側ＯＰ５に対してはＣ１８１５しかありません。
この回路はＯＰ３とＯＰ４とＯＰ５のＡＮＤ回路（正確にはＮＡＮＤ回路）です。
ＯＰ３〜ＯＰ５までの組み合わせによってＬ出力になる回路が８回路あります。
そこを省略して１つの回路図で済ませています。
その組み合わせのために回路の入力としてＯＰ３〜ＯＰ５をもとにしたインバータ回路経由のＯＰ３＿〜ＯＰ５＿も使います。
見たところ上の回路で問題はないと思っていたのですが。
よくありませんでした。
そもそもなぜＬ出力を得る回路にＣ１８１５だけではなくてＡ１０１５が必要なのかという、そもそものところをうっかり失念しておりました。
たとえば上の回路でＯＰ３＝ＯＰ４＝ＯＰ５＝Ｈのときは出力はＬになります。
それ以外のときは出力はＨになるはずなのですが、そこに穴がありました。
ＯＰ３＝０またはＯＰ４＝０のときはＣ１８１５側はＯＦＦになりますが代わりにＡ１０１５がＯＮになるため出力はＨになります。
ところがＯＰ５＝０のときはＣ１８１５側はＯＦＦになりますが、ペアになるべきＡ１０１５がありません。
この場合には出力はハイインピーダンスになります。
出力回路には抵抗があって＋５Ｖにプルアップされていますから、結局のところ出力はＨとなります。
それでいいんじゃないの？
ところがですね。
それでよいのでしたらＯＰ３やＯＰ４のＡ１０１５も要らないという理屈になります。
なぜ必要なのか？
出力トランジスタ（Ｃ１８１５）がＯＦＦになって、プルアップ抵抗によってＨになる場合、ＬからＨになるには時間がかかるのです。
それを瞬時に立ち上げるためにはＡ１０１５が必要になります。
下の写真は上の回路の入力信号と出力信号の波形です。
上側（ＣＨ１）がＯＰ５で下側が回路からの出力波形です。
ＯＰ３＝ＯＰ４＝Ｈの状態で撮影しました。
ＯＰ５がＬからＨになったときは出力はシャープに立ち下がっていますが、逆にＯＰ５がＬになったときは出力はゆっくりと立ち上がっています。
１／２Ｖｃｃを越えるまでに１μＳぐらいかかっています。
前回のテストはＢＡＳＩＣプログラムで行いました。
ＢＡＳＩＣは実行速度が遅いので、この程度の遅れは問題になりません。
ＮＤ８０Ｚ３．５の場合ＣＰＵクロックは６ＭＨｚなので、マシン語のプログラムでも多分このぐらいの遅れは問題にならないかと思います。
しかし、トランジスタで作るＣＰＵ回路の動作としては、これはダメです。
私の考えるスペックとしては、許容できる立ち上がり、立ち下りの遅れ時間は２０ｎＳ以下です。
やっぱり手抜きが災いしてしまいました。
ここは手抜きなどしないできっちりＡ１０１５とＣ１８１５のペア回路にするべきでした。
ということになりますと。
またしても試作基板の作り直しです。
新年早々とほほであります。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第１９６回］
２０２０．１．２７ｕｐｌｏａｄ
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