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８４回］
●ＣＰＵのレジスタ（４）
前回はＣＰＵのレジスタについて、トランジスタ数を削減する工夫をし、とりあえず１ビット分の回路を考えました。
さらに、いずれつくることになるはずのトランジスタ版ＭＹＣＰＵ８０ではＢＳ２５０の代わりに２ＳＡ１０１５を使うことになると思いますから、ＢＳ２５０を２ＳＡ１０１５に置き換えた回路図を作成しました（下図）。
しかし回路図を描いただけでは、ただの絵に過ぎません。
実際に組んでみて、期待通りに動作するかどうか試してみなけれはいけません。
ということで、実際に組んで試してみました。
ところが。
部分的に組んで試してみたときにはよかったのですが、全体を回路図通りに組んで試してみたところ、余りクロックを上げられないことがわかりました。
２ＳＣ１８１５の回路はやはり無理が有るようです。
なんとか２ＭＨｚまではいくのですが、４ＭＨｚではだめでした。
７４ＨＣ版ＭＹＣＰＵ８０はクロック２ＭＨｚですから、トランジスタ版ＭＹＣＰＵ８０でも２ＭＨｚで動けばよいではないか、と言えないこともないのですが、たったこれだけの部分的な回路で２ＭＨｚが限界ということになりましたら、このまま全体を組み上げたら、とてもとても２ＭＨｚでは動いてくれませんでしょう。
これじゃあやっぱり駄目です。
もう一度考え直しです。
あらためて回路図をよく見てみたら、こんなことをしなくてももっと普通の方法でいけることに気が付きました。
そもそもこの回路のキモは。
Ｄ＝１をセットするときはＷＲ＿をインバータを通して反転したあと、ＮＡＮＤゲートに通してＲＳフリップフロップをセットする信号をつくります。
そのセット信号よりも前に一旦リセットする、というアイデアでした。
できるじゃありませんか。
わざわざＣ１８１５を使ったワンショットまがいの回路などを付加しなくても、そのままで。
こうすればよかったのでした。
データセット用の信号はデータをＷＲ＿パルスでゲートして作りますが、上で説明しましたようにゲートを２段通しますから、もとのＷＲ＿信号よりもゲート２段分だけ遅れます。
そこで上の回路図のようにＷＲ＿をそのままＲＳフリップフロップのリセット信号にしてしまえば、セット信号（Ｂ）はリセット信号（Ａ）よりも２ゲート分だけ遅れて入りますから、確実にセットできます（Ｄ＝１の場合）。
ただそのようにするとＷＲ＿信号が８ビット全部のＲＳフリップフロップの入力としてそのまま使われ、しかも（７４ＨＣ版）ＭＹＣＰＵ８０では８ビットのレジスタを１８個も使いますから、ここは下のようにバッファ付きにしなければなりませんでしょう。
それだけトランジスタ数が増えてしまいますが、ここはやむをえません。
これならば今度こそ大丈夫ということで、この回路でもう一度試してみました。
スリーステート出力部分は後回しです。
とりあえずはそれよりも前の部分について試してみました。
Ｄ＝１の入力段は普通のＮＡＮＤゲートにして、それとＲＳフリップフロップはＨＣ００−Ａ１０１５を使いました。
２ＳＡ１０１５を使ったインバータは用意していませんので代わりにＨＣ１０−Ａ１０１５を使いました。
そのようにして試してみたのですが。
やっぱり２ＭＨｚが限界でした。
ゲートの出力がなまってしまって、４ＭＨｚだとパルスがつぶれてしまいます。
おかしいじゃありませんか。
［第２１回］ではＢＳ２５０の代わりに２ＳＡ１０１５を使って立ち上がり波形を観測していますが、十分に速い立ち上がり波形になっています。
これは一体全体どうしたことなのでしょう？
説明の途中ですが本日は時間がなくなってしまいました。
この続きは次回にすることにいたします。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第８４回］
２０１５．６．２０ｕｐｌｏａｄ
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