２０２１．１．２４
前へ
次へ
ホームページトップへ戻る

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！
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆
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！
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆


［第２９１回］



●ＢＡＳＩＣプログラムからのＲＯＭ化

前回は短い簡単なプログラム（ＭＣ４Ｔ２．ＢＩＮ）をＲＯＭ化して動作テストを行ないました。
ＲＯＭに書いたのはアドレス００～０４のわずか５バイトだけです。
２７Ｃ２５６は３２ＫＢのメモリサイズがありますが中日電工版４ビットＣＰＵ「ＭＹＣＰＵ４」ではそのうちの先頭の００００～００ＦＦの２５６バイトだけがプログラムエリアになります（これは６２２５６ＲＡＭでも同じです）。
もともとは４ビットのプログラムカウンタしかありませんから直接アクセスできるメモリ範囲としては０～Ｆのわずか１６バイトしかありません。
それではあまりに小さいので中日電工版４ビットＣＰＵ「ＭＹＣＰＵ４」ではＭＭＵ回路によって上記のように００～ＦＦの２５６バイトの範囲にアクセスできるように考えました（［第２７３回］）。
そのＭＭＵ回路の動作テストのためのプログラムも作りました（［第２７９回］）。
それまでのテストプログラムと同じようにＢＡＳＩＣプログラムを作ってＭＹＣＰＵ４の命令コードをＭＹＣＰＵ４のＲＡＭに書き込んでからそれを実行しました。
ＭＭＵ回路のテストのためのプログラムなので００～ＦＦの全範囲にプログラムを書き込みました。
その時点ではＭＹＣＰＵ４のＲＡＭ上で動くプログラムでしたが、それを前回と同じようにＲＯＭ化して実行させてみたいと思います。

プログラムをＲＯＭに書き込むためには、まずはそのプログラム（命令コード）をＮＤ８０Ｚ３．５のＲＡＭのアドレス８０００～８０ＦＦの範囲に書いておく必要があります。
前回は短いプログラムでしたからＣＭコマンドでその作業を行ないました。
今回はアドレス８０００～８０ＦＦの範囲に２５６バイト（本当は最後の部分はちょっと短いので２５６バイトよりは少しは短いですけれど）の命令コードを書かなければいけません。
昔でしたら２５６バイト程度のプログラムはＣＭコマンドを使ってでも書いたものでしたが、さすがに今それをやるかというと、もう少し楽にやりたいなあと思ってしまいます。
世の中便利になると人間はだんだん楽をしようと考えるようになります。
今までのＢＡＳＩＣプログラムではＡ％にメモリアドレスを入れて、Ｂ％に命令コードを入れて、そこでサブルーチンをコールすることで８２Ｃ５５を介してＭＹＣＰＵ４のＲＡＭに書き込んでいました。
そのサブルーチンの部分を書き換えれば、８２Ｃ５５にアクセスする代わりにＮＤ８０Ｚ３．５のＲＡＭのアドレス８０００～８０ＦＦに命令コードを書き込むことができそうです。
そこでＭＭＵテストのためのプログラムをＲＯＭ化する前の第一段階として、もとのＢＡＳＩＣプログラムの一部を書き換えてＮＤ８０Ｚ３．５のＲＡＭに命令コードを書き込むように考えてみました。
その変更作業はＮＤ８０Ｚ３．５のＺＢ３ＢＡＳＩＣを起動してもとのＢＡＳＩＣプログラムをロードしてから、そのプログラムの一部を書き換えることで行ないましたが、プログラムが長いためにいつものようにわかりやすい形でその作業を画面コピーで見ていただくことができません。
そこで作業の過程を記録したログの一部を見ていただきながら説明をすることにします。

もとのＢＡＳＩＣプログラム（ＭＣ４Ｔ１１Ｂ．ＴＸＴ）をロードしました。
logfile nd80zlog\01181428.txt open

ＮＤ８０ＺⅢに接続しました
0001 0000 - z
1000 00C3 - 
*** nd80z3 basic ****
ndwr2h.bin loaded,from E23F to E535
>/load mc4t11b.txt
    10 'mycpu4 test
    20 'memory write
    30 OUT $83,$80

／ＬＯＡＤを実行するとロードすると同時にプログラムリストが表示されます。
上は／ＬＯＡＤ実行によってリスト表示が開始された直後の部分です。
プログラムが長いと初めの部分はスクロールしてしまうので、このようにログでしか見ることができません。

サブルーチンに対してプログラムの変更作業を行なっているところです。
   500 B%=IN($81)
   510 PRINT HEX$(A%,2),HEX$(B%,2)
   520 RETURN 
data end
>.290-330
   290 OUT $80,A%
   300 OUT $81,B%
   310 OUT $83,1
   320 OUT $83,0
   330 RETURN 
>290poke $8000+a%,b%
>300
>310
>320
>/save mc4t11c.txt
    10 'mycpu4 test
    20 'memory write
    30 OUT $83,$80

ＭＹＣＰＹ４のＲＡＭに命令コードを書き込むサブルーチンは行番号２９０～３３０です。
もとのプログラムでは８２Ｃ５５に対するＯＵＴ文になっています。
それをＮＤ８０Ｚ３．５のＲＡＭのアドレス８０００～に書き込むようにＰＯＫＥ文に変更しました。
行番号３００～３２０は不要ですから削除しました。
ＢＡＳＩＣのプログラム変更作業はそれだけで終わりです。
こういうときに「ＢＡＳＩＣは便利だなあ」とつくづく思います。
そのように変更したＢＡＳＩＣプログラムはＭＣ４Ｔ１１Ｃ．ＴＸＴというファイル名で保存しました。
／ＳＡＶＥの実行時もプログラムリストが表示されます。
上のログはその表示が始まった最初の部分までを取り出したものです。

そして今セーブしたばかりのＢＡＳＩＣプログラムをもう一度あらためてロードしました。
   500 B%=IN($81)
   510 PRINT HEX$(A%,2),HEX$(B%,2)
   520 RETURN 
>/load mc4t11c.txt,8100
    10 'mycpu4 test
    20 'memory write
    30 OUT $83,$80

上でも書きましたが／ＬＯＡＤを実行すると長々とリストが表示されます。
上のログはそのリストの表示が始まった最初のところだけを取り出したものです。
ＢＡＳＩＣプログラムを／ＬＯＡＤコマンドで普通にロードすると、そのプログラムはＲＡＭのアドレス８０００～にロードされます。
上で書き換えて作成したＢＡＳＩＣプログラムもその時点ではＲＡＭのアドレス８０００～に書かれています。
そのようにして作成した新しいＢＡＳＩＣプログラムはＲＡＭの「８０００～８０ＦＦ」にＭＹＣＰＵ４の命令コードを書き込むようにプログラム変更しました。
そのまま実行すると自分自身を破壊しながらプログラムを実行することになります。
意図的にそのような動作をするプログラムを書くこともありますが、意図的に考えたわけではないプログラムの場合多くはエラーで止まってしまいます。
それを避けるために一旦プログラムをセーブしたあと、同じプログラムを
／ＬＯＡＤ　ＭＣ４Ｔ１１Ｃ．ＴＸＴ，８１００［Ｅｎｔｅｒ］
で再ロードしました。
ファイル名の後ろにアドレスを記述すると指定したアドレスから後ろにプログラムがロードされます。
今回はアドレス８１００から後ろにプログラムがロードされますので、それよりも前の８０００～８０ＦＦは空き領域になります。

ロード後に念のためＨＥＬＰコマンド（Ｈ．はＨＥＬＰの省略形です）でロードされたアドレスを確認しました。
   500 B%=IN($81)
   510 PRINT HEX$(A%,2),HEX$(B%,2)
   520 RETURN 
data end
>h.
TEXT 8100-8602
ﾍﾝｽｳ 2008-DFFF
>r.

break in 270
>dm 8000,80ff
8000  00 10 CF 80 F0 AB CD EF-FF FF FF FF FF FF FF 10  ..ﾏ..ｫﾍ.........
8010  61 DF 31 20 61 30 21 CF-32 00 02 00 42 F4 42 20  aﾟ1 a0!ﾏ2...B.B 
8020  62 DF 31 20 61 30 21 CF-44 F4 43 25 00 90 04 30  bﾟ1 a0!ﾏD.C%...0
8030  63 DF 31 20 61 30 21 CF-00 90 04 05 46 00 02 40  cﾟ1 a0!ﾏ....F..@
8040  64 DF 31 20 61 30 21 CF-50 00 02 00 0A 00 0D 50  dﾟ1 a0!ﾏP......P
8050  65 DF 31 20 61 30 21 CF-65 73 74 0D 10 14 00 60  eﾟ1 a0!ﾏest....`
8060  66 DF 31 20 61 30 21 CF-77 72 69 74 65 0D 11 70  fﾟ1 a0!ﾏwrite..p
8070  67 DF 31 20 61 30 21 CF-38 30 0D 0C 28 00 09 80  gﾟ1 a0!ﾏ80..(...
8080  68 DF 31 20 61 30 21 CF-0C 32 00 1C F2 0C 00 90  hﾟ1 a0!ﾏ.2......
8090  69 DF 31 20 61 30 21 CF-24 30 30 3A 82 22 01 A0  iﾟ1 a0!ﾏ$00:.".
80A0  6A DF 31 20 61 30 21 CF-1F 37 00 1C F2 0C 00 B0  jﾟ1 a0!ﾏ.7.....ｰ
80B0  6B DF 31 20 61 30 21 CF-24 31 30 3A 82 22 01 C0  kﾟ1 a0!ﾏ$10:.".ﾀ
80C0  6C DF 31 20 61 30 21 CF-1F 3C 00 14 F2 24 00 D0  lﾟ1 a0!ﾏ.<...$.ﾐ
80D0  6D DF 31 20 61 30 21 CF-72 65 73 73 3D 6E 30 E0  mﾟ1 a0!ﾏress=n0.
80E0  6E DF 31 20 61 30 21 CF-24 36 31 3A A2 41 44 F0  nﾟ1 a0!ﾏ$61:｢AD.
80F0  6F DF 31 20 61 30 21 CF-08 F2 3C 00 9A FA 00 03  oﾟ1 a0!ﾏ..<.....
>/sv mc4t11c.bin,8000,80ff
0100(256)bytes saved

ＢＡＳＩＣプログラムがロードされたメモリ範囲はＴＥＸＴのところで８１００－８６０２と表示されています。
ヘンスウというのはそのＢＡＳＩＣプログラムが使用する変数領域です。
今回のプログラムのようにシステムが用意しているＡ％～Ｚ％しか使わない場合には正しく表示されませんがエラーではありません。
確認ができたのでＲＵＮコマンドでＢＡＳＩＣプログラムを実行しました。
Ｒ．はＲＵＮの省略形です。
そのあとＭＹＣＰＵ４の命令コードが正しく書き込まれたかどうかＤＭコマンドで確認しました。
正しく作成されているようです。
作成されたＭＹＣＰＵ４のプログラムをＭＣ４Ｔ１１Ｃ．ＢＩＮのファイル名で保存しました。
ＢＡＳＩＣプログラム（ＴＥＸＴプログラム）のセーブ、ロードコマンドは／ＳＡＶＥ、／ＬＯＡＤです。
それに対してマシン語のプログラムやバイナリデータなどのためのセーブ、ロードコマンドは／ＳＶ、／ＬＤです。

説明が長くなってしまいましたので本日はここまでといたします。
次回は今回作成したプログラムをＲＯＭに書き込んでそれをＭＹＣＰＵ４に実装して正しく実行されるかどうかを試してみます。

トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第２９１回］
２０２１．１．２４ｕｐｌｏａｄ

前へ
次へ
ホームページトップへ戻る