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２５４回］
●クロック波形（２）
また間が空いてしまいました。
相変わらず多忙な毎日です。
前回はＰＩＣ１２Ｆ６２９の出力波形をオシロで観測した画像をお見せしました。
ＭＹＣＰＵ４のＣＰＵクロックはＰＩＣ１２Ｆ６２９のクロック内部発振機能を利用します。
ＰＩＣ１２Ｆ６２９は約４ＭＨｚのクロックを内部で発生させることができ、その１／４クロック（約１ＭＨｚ）をｐｉｎ３から出力させることができます。
その１ＭＨｚをＭＹＣＰＵ４のＣＰＵクロックとして利用します。
さらにその１ＭＨｚをもとにしてＭＹＣＰＵ４の回路に必要ないくつかの信号クロックを作ります。
ＭＹＣＰＵ４用のクロック信号回路は［第２５２回］でお見せしましたが、下に再掲します。
上に書きましたように、ＰＩＣ１２Ｆ６２９から出力される約１ＭＨｚのクロックをＭＹＣＰＵ４のＣＰＵクロックとして利用します（信号名ＣＬＫ）。
そのＣＬＫをもとにしてＭＹＣＰＵ４の動作に必要な信号を作り出しているのが上の回路です。
下は上の回路によって生成される信号をタイミングチャートとして示した図です。
ＣＬＫ＿はＣＬＫをインバータ（７４ＨＣ０４）で反転させた信号です。
ＣＬＫ＿はＣＬＫとともに以下の信号を生成するためのもとになる信号です。
ＣＬＫ＿を７４ＨＣ７４のＣＫ入力端子に入れることでＣＬＫの１／２の周波数のクロックＭＣＫとＭＣＫ＿を作ります。
これがＭＹＣＰＵ４のマシンクロックとなります。
ＭＣＫとＭＣＫ＿はＣＬＫの１／２の周波数ですから約５００ＫＨｚです。
ＭＹＣＰＵ４の命令はこのＭＣＫによって実行されます。
ですからＭＹＣＰＵ４の１命令の実行時間は約２μＳです。
通常の命令は１ＣＬＫでも実行可能なのですが、中には１ＣＬＫでは実行できない命令もあるため、２ＣＬＫを使って１マシンクロックにしています。
たとえばＬＤ Ａ，Ｂは実際には１ＣＬＫでも実行可能な命令です。
１ＣＬＫ期間の間Ｂレジスタからデータを内部バスに出力し、ＣＬＫの中央の立ち上がりでＡレジスタにラッチすればＬＤ Ａ，Ｂは実行できます。
しかしＡＤＤ Ａ，Ｂはそれでは実行できません。
ＡＤＤ回路を含めたレジスタ回路の回路図は［第２５１回］でお見せしました。
ＡＤＤ Ａ，Ｂの実行は、ＡレジスタとＢレジスタからデータを出力してそれを加算回路（ＡＬＵ）に入れ、結果の値を加算回路から出力し、それをＡレジスタにラッチすることで行なわれます。
問題はその結果の値をＡレジスタにラッチするタイミングです。
何も対策をしない回路ではＡＬＵからの結果をＡレジスタに与えた瞬間にＡレジスタの値が変化してしまうため、ＡＬＵからの出力も変化してしまいます。
そこでＡＬＵにデータをラッチするための信号（ＷＲ１）を第１のＣＬＫで作り、そしてＡＬＵから出力されたデータをＡレジスタにラッチするための信号（ＷＲ２）を第２のＣＬＫから作ります。
なおＡＬＵとして使っている７４ＨＣ２８３にはデータをラッチする機能はありません。
そこで７４ＨＣ２８３から出力される値は７４ＨＣ７４と７４ＨＣ１７３でラッチします。
ＡＬＵからの出力データを読み込むのはＡレジスタだけなので、ＢレジスタやＷレジスタは第１のＣＬＫのタイミングでラッチしてもよいのですが、どうせ２ＣＬＫで動作させるのですからＡレジスタ以外のレジスタもＷＲ２でラッチするようにします。
ＰＣ（プログラムカウンタ）はＭＣＬＫ＿の立ち上がりでカウントアップします。
ＭＹＣＰＵ４は４ビットＣＰＵなのでＰＣからのアドレス出力ラインはＡ０〜Ａ３の４本です。
上のチャートではそのうちのＡ０とＡ１の波形を示しています。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第２５４回］
２０２０．１０．２９ｕｐｌｏａｄ
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