２０２０．４．１１
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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２１６回］



●命令デコード回路（１８）ＤＥＣＯＤＥ４テストプログラム

前回書きましたようにＤＥＣＯＤＥ４の論理ゲート回路の入力信号はＤＥＣＯＤＥ３に比べて複雑なところがあります。
ＤＥＣＯＤＥ４の回路図は［第２１４回］でお見せしましたが以下の説明の助けにするために再掲します。

左側の入力信号の＃１はＤＥＣＯＤＥ１からの信号で、＃２はＤＥＣＯＤＥ２からの信号です。
＃２の信号をよく見ると＃２の後ろに"００”と書かれたものと"11"と書かれたものがあります。
ＤＥＣＯＤＥ２はジャンパーピンの設定によって命令コードの上位２ビットが”００”のときに出力がアクティブになる基板として使う場合と、”１１”のときにアクティブになる基板として使う場合の２つの異なる回路基板としての役割をもっています。
実はＤＥＣＯＤＥ３との接続のところでは説明してなかったのですが、ＤＥＣＯＤＥ３と接続するときはＤＥＣＯＤＥ２は”１１”基板として使います。
ＤＥＣＯＤＥ３から出力される信号は命令コードの上位２ビットが”１１”の命令回路をアクティブにするからです（［第２０９回］の回路図参照）。
それに対して上の回路図でわかるようにＤＥＣＯＤＥ４は上位２ビットが”００”の命令をアクティブにする回路とと”１１”の命令をアクティブにする回路が混じっています。
そして”００”の回路には”００”に設定したＤＥＣＯＤＥ２からの出力が入力され、”１１”の回路には”１１”に設定したＤＥＣＯＤＥ２からの出力が入力されます。
ですからＤＥＣＯＤＥ４の入力用コネクタには”００”に設定したＤＥＣＯＤＥ２からの出力を受けるコネクタ（ＣＮ１）と”１１”に設定したＤＥＣＯＤＥ２からの出力を受けるコネクタ（ＣＮ３）が用意されています。
最終的にはＤＥＣＯＤＥ２基板を２枚用意してそのうちの１枚を”００”基板として、もう１枚を”１１”基板としてＤＥＣＯＤＥ４に接続することになります。
しかし今はテストですので１枚のＤＥＣＯＤＥ２基板を”００”と”１１”に使い分けて、テストプログラムもそれぞれに合わせて２本に分けて作成することにしました。
今回作成するテストプログラムは命令コードの上位２ビットが”１１”の命令に対応する回路のみをテストします。
上の回路図のＹ０（ＰＵＳＨ）、Ｙ１（ＰＯＰ）、Ｙ３（ＰＣＨＬ）、Ｙ６（ＳＰＨＬ）です。
ＰＵＳＨの命令コードはＣ５、Ｄ５、Ｅ５、Ｆ５の４通り、ＰＯＰの命令コードもＣ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１の４通りありますから、その全てのコードを入力してテストします。
下が作成したテストプログラムです。
［第２１１回］で作ったＤＥＣＯＤＥ３のテストプログラムをもとにして作りました。

    10 OUT $83,$8B
    20 D%=$C5:GOSUB 330:OUT $80,A%
    30 B%=IN($81):GOSUB 440
    40 PRINT "PUSH C5",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
    50 D%=$D5:GOSUB 330:OUT $80,A%
    60 B%=IN($81):GOSUB 440
    70 PRINT "PUSH D5",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
    80 D%=$E5:GOSUB 330:OUT $80,A%
    90 B%=IN($81):GOSUB 440
   100 PRINT "PUSH E5",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   110 D%=$F5:GOSUB 330:OUT $80,A%
   120 B%=IN($81):GOSUB 440
   130 PRINT "PUSH F5",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   140 D%=$C1:GOSUB 330:OUT $80,A%
   150 B%=IN($81):GOSUB 440
   160 PRINT "POP C1",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   170 D%=$D1:GOSUB 330:OUT $80,A%
   180 B%=IN($81):GOSUB 440
   190 PRINT "POP D1",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   200 D%=$E1:GOSUB 330:OUT $80,A%
   210 B%=IN($81):GOSUB 440
   220 PRINT "POP E1",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   230 D%=$F1:GOSUB 330:OUT $80,A%
   240 B%=IN($81):GOSUB 440
   250 PRINT "POP F1",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   260 D%=$E9:GOSUB 330:OUT $80,A%
   270 B%=IN($81):GOSUB 440
   280 PRINT "PCHL E9",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   290 D%=$F9:GOSUB 330:OUT $80,A%
   300 B%=IN($81):GOSUB 440
   310 PRINT "SPHL F9",HEX$(A%,2),BI$(A%),HEX$(E%,2),BI$(E%)
   320 STOP 
   330 'code change d0-d7 to PA
   340 A%=0
   350 IF BIT(D%,6)=1 THEN A%=A%+1
   360 IF BIT(D%,7)=1 THEN A%=A%+2
   370 IF BIT(D%,4)=1 THEN A%=A%+4
   380 IF BIT(D%,5)=1 THEN A%=A%+8
   390 IF BIT(D%,1)=1 THEN A%=A%+16
   400 IF BIT(D%,0)=1 THEN A%=A%+32
   410 IF BIT(D%,3)=1 THEN A%=A%+64
   420 IF BIT(D%,2)=1 THEN A%=A%+128
   430 RETURN 
   440 'code change PB to out0-out7
   450 E%=0
   460 IF BIT(B%,6)=1 THEN E%=E%+1
   470 IF BIT(B%,7)=1 THEN E%=E%+2
   480 IF BIT(B%,4)=1 THEN E%=E%+4
   490 IF BIT(B%,5)=1 THEN E%=E%+8
   500 IF BIT(B%,2)=1 THEN E%=E%+16
   510 IF BIT(B%,3)=1 THEN E%=E%+32
   520 IF BIT(B%,0)=1 THEN E%=E%+64
   530 IF BIT(B%,1)=1 THEN E%=E%+128
   540 RETURN


下が実行結果です。

>r.
PUSH C5      A3           10100011     01           00000001
PUSH D5      A7           10100111     01           00000001
PUSH E5      AB           10101011     01           00000001
PUSH F5      AF           10101111     01           00000001
POP C1       23           00100011     02           00000010
POP D1       27           00100111     02           00000010
POP E1       2B           00101011     02           00000010
POP F1       2F           00101111     02           00000010
PCHL E9      6B           01101011     08           00001000
SPHL F9      6F           01101111     40           01000000

break in 320

ＰＵＳＨのときの出力はＹ０（ビット０）のみが１になっています。
ＰＯＰのときはＹ１が１になっています。
ＰＣＨＬではＹ３が、ＳＰＨＬではＹ６が１になっています。
ここまでのところはＤＥＣＯＤＥ４の回路は正しく機能していることが確認できました。

トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第２１６回］
２０２０．４．１１ｕｐｌｏａｄ

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