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２４８回］
●ＴＴＬ（ＨＣＭＯＳ）で作る４ビットＣＰＵ組立キット
久し振りの連載再開です。
前回（［第２４７回］）を書きましたのが５月１４日でしたからちょうど５ヶ月振りということになります。
前回は春真っ盛りの季節でしたのに今はもう秋風が吹く季節になってしまいました。
おお。
まるで能因法師です。
その間なにもしていなかったわけではありません。
ご承知の通りその間は「ＴＩＮＹ ＢＡＳＩＣ」について書いていたのですけれど、そればっかりじゃありません。
そんな悠長なことをしておりましたら、老い先短い命がじきに尽きてしまいます。
え…と。
はて。
何をやっていたんでしたっけ。
このところ物忘れがとみにひどくなってきております。
前回のところを読み直してみましたら
まずは「新トランジスタロジック回路組立キット」の試作基板を作って、それから…。
と書いております。
コロナウィルスの影響らしくてその試作基板がまだ出来てきません。
ということで試作基板ができてくるのを待っている状況だったのでした。
ええ。
試作基板はもうとっくの昔に出来上がってきております。
それで試作を行なって、その結果、もう製品版の「新トランジスタロジック回路組立キット」もしっかり出来ております。
それだけでも皆様にご披露申し上げればよいのですけれど、なにしろまだ「ＴＩＮＹ ＢＡＳＩＣ」の連載中であったということもあって、つい書けずに今まできてしまいました。
今まで書かずにきてしまったのには別の理由もありました。
前回を読み直してみますと、
「ＴＴＬで作る４ビットＣＰＵ組立キット」をまず作りたいと思います。
なんてことを書いています。
そうそう。
そういうことだったのでした。
まずは「新トランジスタロジック回路組立キット」を作って、それから「トランジスタで作る４ビットＣＰＵ組立キット」を作るというつもりだったのですが、その前に「ＴＴＬで作る４ビットＣＰＵ組立キット」なんてものがあるとよいのではなかろうか、という考えが頭に浮かびました。
そういうことなら「新トランジスタロジック回路組立キット」はその後の方がよいのでは？
「ＴＴＬで作る４ビットＣＰＵ組立キット」なんてものが頭に浮かんでしまったものですから、それが出来てしまうまで「新トランジスタロジック回路組立キット」の発表は棚上げ、ということにしてしまいました。
また前置きが長くなってしまいました。
その「ＴＴＬで作る４ビットＣＰＵ組立キット」もできております。
と言うか、ちょうど出来立てのほやほやです。
ですのでこれからしばらくその内容紹介を書きました後で、「新トランジスタロジック回路組立キット」とともに発売開始ということにしたいと思っています。
実のところ５ヶ月かけてやっとそこまで出来たところですので、これから本格的に「トランジスタで作る４ビットＣＰＵ組立キット」に取り組む予定です。
勿論、勿論忘れてはおりませんです。
最終的には「ＴＴＬで作る８ビットＣＰＵ組立キット」につなげていくつもりです（それまで生きておれるかなあ）。
またまた戯言を書いてしまいました。
まずは「ＴＴＬで作る４ビットＣＰＵ組立キット」の実物写真から紹介いたします。
以前にも書いておりますように、正確にはＴＴＬＩＣではなくてＨＣＭＯＳＩＣですから、「ＨＣＭＯＳＩＣで作る４ビットＣＰＵ組立キット」と書くべきなのですが、どうもやっぱり収まりがよくありません。
写真を見ていただければわかりますようにＴＴＬＩＣではなくて７４ＨＣシリーズを使っています。
こちらがＨＣＭＯＳＩＣ版４ビットＣＰＵの中心とも言うべきレジスタ回路基板です。
そうそう。
４ビットＣＰＵですから名前は「ＭＹＣＰＵ４」にしました。
こちらが命令デコード回路です。
ＲＥＧ／ＩＯ基板とＤＥＣＯＤＥ基板の２枚で４ビットＣＰＵ回路を構成します。
えっ？
たったこれだけ？
そう。
たったこれだけです。
これだけで「トランジスタ技術」誌２０２０年５月号の４ビットＣＰＵ回路の「上位」互換回路になっています。
ここで「上位」と書いたわけはいずれ詳しく説明することになりますが、「ＭＹＣＰＵ４」は同誌発表の回路にさらに少しですが機能追加をしているからです。
「トランジスタ版４ビットＣＰＵ」はこの２枚の基板の回路をトランジスタ化することになります。
こちらは「トランジスタ技術」誌の回路にはない回路です。
ＲＯＭ／ＲＡＭとＣＰＵクロック回路です（あ。「トランジスタ技術」誌の回路にもクロック回路は有りましたよね）。
ＣＰＵ回路に対して外部メモリ、クロック回路ということになります。
本来はＣＰＵ回路の外に置くべき回路ですから、この回路はトランジスタ化しません。
「トランジスタ版４ビットＣＰＵ回路」ができたときにもその外部回路としてそのままつないで使うことを想定しています。
ＲＡＭだけではなくてＲＯＭも実装できるように考えてあります。
こちらはスイッチ入力回路です。
昔懐かしいスイッチパチパチ回路です。
アドレス８ビット、データ８ビットの入力用外部回路です。
この回路を使って上のメモリ回路のＲＡＭにプログラムを書き込みます。
注意深い読者でしたらひょっとすると「トランジスタ技術」誌の４ビットＣＰＵのアドレスは４ビットなのでは？
ということにお気付きかもしれません。
そこのところにもどうしても工夫したかった「上位互換」があります。
せっかくＲＡＭとして６２２５６を搭載するのに、そのうちのたった１６バイトしか使わないなんてあんまりではないか、と考えました。
まあ、五十歩百歩かもしれませんが、せめて２５６バイトぐらいのプログラムが組めなくては実際にはおもちゃ程度のことしかできないのではないかと思います。
で、そこをなんとか工夫してせめて８ビットアドレス、２５６バイトのメモリ空間を使うことができるように考えてあります。
ですからアドレス入力スイッチはＡ０〜Ａ７の８ビットです。
「トランジスタ技術」誌の４ビットＣＰＵもデータはＤ０〜Ｄ７の８ビットです。
上の４枚の基板を接続しました。
この４枚だけで単独動作します。
それだけでは面白くありません。
せっかくＮＤ８０Ｚ３．５があるのですから、有効活用を考えましょう。
ＮＤ８０Ｚ３．５の８２Ｃ５５に接続して、ＢＡＳＩＣプログラムでＲＡＭに命令を書き込むこともできるように考えました。
ＢＡＳＩＣでプログラムを書くといっても実際には４ビットＣＰＵの命令コードを８２Ｃ５５経由でＲＡＭに対してＯＵＴするだけです。
スイッチパチパチのほうが早いですけれど、一番の強みはプログラムをセーブしておくことができるという点です。
実際回路のテストをする過程でＮＤ８０Ｚ３．５は大いに役立っています。
時間があったらＭＹＣＰＵ４のマシン語命令用の簡単なアセンブラも作ってしまいたいと思っています。
それで作成したオブジェクトプログラムをＮＤ８０Ｚ３．５経由でＲＡＭに書き込めるようにできたら便利だと思います。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第２４８回］
２０２０．１０．１４ｕｐｌｏａｄ
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