●さてお話は戻って、ＰＩＣのＵＳＢなのですが
企画からおよそ１年半をかけて、やっとのことでＭＹＣＰＵ８０が完成しましたので、そのあとの企画として、４ビット版の「つくるＣＰＵ」と８ビット版のそれと、それからＴＫ８０のクローンボードもつくる予定でスタートしたのでしたが、遅まきながら、たまたまＵＳＢ内蔵のＰＩＣなるものがあることを知り、そりゃあやるしかないだろう、とそれに首を突っ込むことになってしまったのが、２００９年１１月初旬のことでした。
そのあたりのことの説明に取りかかりましたのが、２００９年１２月５日（［第１回］）でした。
それからすでに３週間近くが過ぎようとしておりますのに、まだＵＳＢはおろか、ＰＩＣライターのプログラムの説明にも入れません。
このままでは、ほんと、年が明けてしまいます。
この調子ですと、本題の「つくるＣＰＵ」のお話は桜が咲くころまでおあずけかと…。
それほどに、この２ヶ月ほどの間に私が経験してきましたことは、密度が濃いことだったのでありますから、ともかく気長におつきあいをお願いいたします。
説明を開始しますと、いきなりむつかしーい内容に突入してしまいますので、できるかぎり平易な説明をと心がけますと、なおさら時間がかかってしまいます。
まあ、そういうところは、てきとーにはしょって、「あとは参考書などでみんな勉強してちょうだいね」、で終わってしまえば楽なのですけれど、ひとつには、せっかくそこまで追求した密度の濃い内容でありながら、悲しいことに、私はじきにすっかりさっぱり忘れてしまうものですから、私自身の備忘録を兼ねて、できるだけ詳細に説明をしていきたいと考えております。
●まずはＰＩＣライターの説明から
本来はＰＩＣライターのプログラムは全く予定にも入っていなかったのでありますが。
すでにご案内のとおり、突然にふってわいたような災難で購入したばかりのＰＩＣプログラマが壊れてしまった（と思いこんだのは単なる私の早とちりだったのですけれど）ことがきっかけとなって、パラレルポートを使ったＰＩＣ１８Ｆライターのプログラムまで作ってしまいました。
そのＰＩＣプログラムのお話は、本来の筋からはちょいと外れておりますから、それはあくまで番外編ということにいたしまして、まずはＰＩＣ１８Ｆ４５５０のＵＳＢ機能をコントロールするプログラムの製作についての説明に取りかかるべきなのでしょうけれど、ところが、そのＵＳＢプログラムについては、まだ道半ばの状態なのですよねえ。
一方、ＰＩＣライタープログラムについては、ＰＩＣ１８Ｆ４５５０も１８Ｆ２５５０も一応読み出し、書き込みともにできるところまで、プログラムを作ってしまいました。
そういうことですから、まずはＰＩＣライタープログラムの製作のほうから、片付けてしまいたいと思います。
「そんなの関係ねえ」とおっしゃりたいお方などもおいでかとも思いますけれど、思わぬことからとはいえせっかく作り上げてしまったＰＩＣ１８Ｆのライタープログラムです。
このまま放置しておきますと、じきにすっかり忘れてしまうに違いありませんから、備忘録として書きとめておきたいと思いますので、まま、我慢してしばらくおつきあいをお願いいたします。
ＰＩＣライターのプログラムもＣではなくて、アセンブラで書きましたけれど、こちらのほうは、ＤＯＳ／ＶパソコンのＤＯＳプロンプトで実行するプログラムですから、当然ＰＩＣのアセンブラではなくて、８０８６アセンブラで作成をいたしました。
ただ、いくらなんでも、その対象となる、ＰＩＣ１８Ｆ４５５０について、なんの説明もしないまま、いきなりそのライタープログラムについてだけ説明をするというのも、なんだかなあ、と思いますし、まあどうせその先にはＰＩＣのアセンブラを使った、ＵＳＢ制御のプログラムについて説明をしていくことになりますから、ＰＩＣライタープログラムの説明にとりかかる前に、そもそもＰＩＣ１８Ｆ４５５０とはどのような特徴をもったＩＣなのか、特に、今までのポピュラーなＰＩＣ１６Ｆ８４とか、１６Ｆ６２８、１６Ｆ８８とどこがどう異なるのか、といったあたりについて、まずはざっと整理をすることからとりかかるのがよろしいかと思います。
［２０１１．７．９注記］
ここでは「後ほどＰＩＣライターについての説明をいたします」という意味のことを書いているのですが、その後のお話しの展開の中で、そのことは全くきれいさっぱり忘れてしまいました。
「備忘録として書いておきたい」などと言いながら、もうかれこれ１年半以上もそのままにしておいたわけですから、備忘録どころかそれこそその内容もなにもかもすっかり忘れてしまいました。
いまさらそれについて思い出しながら書くというのもなんだかなあと思います（いやあ、それは多分無理でございましょう）ので、この件（ＰＩＣライタープログラム）につきましては、とりあえずは保留ということにさせていただきます。あしからずご了承を。［注記ここまで］
●しかしお話には順序というものがありますので
まあでも、お話の順序といたしまして、今回の最初の書き出しのところで、ちょいと書きましたように、１１月のはじめのころに戻りまして、ＵＳＢ内蔵のＰＩＣの存在を知ったという、そのあたりから始めたいと思います。
ＭＹＣＰＵ８０はそもそものはじめには、基板の空いたスペースにＴＫ８０回路を載せて、さらに余ったスペースに、ＰＩＣを利用したＲＳ２３２Ｃインターフェースを搭載するというつもりでした。
しかしながら、いまどきのパソコンはＲＳ２３２Ｃのインターフェースを持たないものがほとんどですから、するとＲＳ２３２Ｃインターフェースを利用するためには、ＵＳＢシリアル変換ケーブルを使用することになります。
どうせＵＳＢシリアル変換をするのならば、基板上にＵＳＢシリアル変換ＩＣをのっけてしまい、見かけ上はＵＳＢ接続、ということにしてしまったほうがスマートではないか、と考えました。
ところがこのＵＳＢシリアル変換ＩＣ、ＦＴＤＩ社のＦＴ２３２ＲＬはなかなかのすぐれものなのですが、残念なことに普通のＤＩＰ型ではなくてフラットパッケージしかありません。
ＤＩＰ型のＩＣならばハンダ付けも少し慣れた方でしたら別にどうということもないのですけれど、端子間ピッチがわずか０．６５ｍｍのフラットパッケージということになりますと、これはちょっと、よほどハンダ付けに慣れた方でないといささかハードルが高くなりすぎます。
それじゃあ、ＦＴ２３２ＲＬだけはこちらでハンダ付けしてから、ＭＹＣＰＵ８０基板を供給しようか、とも思って、プリント基板のアートワークにその配線を追加するところまでしたのですが、そういうハンダ付け作業は、当方としても相当に緊張してしまいます。
万一ハンダ付けに失敗したとなると、あの大きなＭＹＣＰＵ８０基板１枚がまるごとオシャカになってしまいます。
おまけのつもりで追加した機能ですのに、そのおまけのためにそこまでのリスクを背負うのもなんだかなあ、ということで考え込んでしまいました。
結局その解決策として、ＦＴ２３２ＲＬだけをのせた小さな基板を別に作って、それは完成品で供給することにして、そのＦＴ２３２ＲＬ基板とMYCPU基板とは、基板接続コネクタでつなぐことにしました。
コスト的には、秋月のＵＳＢシリアル変換ケーブルを使ったよりも高くなってしまい、これまた釈然としないところもあったのですけれど、そのようなもの（ＵＳＢシリアル変換ケーブル）を使うことなく、直接ＵＳＢコネクタ接続をする形にしたい、というこだわりもあったので、コストについては、割り切って考えることにしました。
今後に予定していますＭＹＣＰＵ４ビット、８ビットの組立てキットや、ＴＫ８０クローンキットも同じ方式のインターフェースを搭載するつもりでおりました。
そういう矢先に、ＵＳＢ内蔵ＰＩＣの存在を知ってしまったのでした。
そんな有りがたいものがあるのなら、そりゃあ使うしかないじゃありませんか。
大喜びで、飛びついたところまではよかったのですが、いざ首をつっこんでみますと、とてもとてもそんなに甘いものではありませんでした。
●ＰＩＣ１８Ｆ４５５０は相当に難しそう
たかがＰＩＣと甘く見たのがそもそもの間違いで、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社のホームページからダウンロードしたＰＩＣ１８Ｆ２５５０／４５５０のＤａｔａＳｈｅｅｔはなんと英文４３８ページ！！！
パラパラっと見ただけでも、いままで普通に使っていた、１６Ｆ６２８や１６Ｆ８８とは相当に様子が異なっていることはいやでも認識せざるを得ませんでした。
ことにＵＳＢ機能についての部分は正直言って、まったくわからん！何回読んでもさっぱり、わかりませんよぉ。
これはえらいものに首をつっこんでしまった…。
ＵＳＢについては、私は全く知識ゼロ、ずぶのシロートも同然というところからのスタートでしたから、もうちんぷんかんぷん、さっぱりわからん状態で、もう出口も入り口もない、という情けないことになってしまいました…。
あ。なぜＰＩＣ１８Ｆ２５５０／４５５０かといいますと。
Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社のホームページで調べますとＵＳＢ内蔵のＰＩＣは、かなりたくさんの種類があることになっていますけれど、日本においては簡単に入手可能なものは限られています。
この手のものを入手するのにやっぱり一番手っ取り早いのは秋月の通販です。
秋月ではＵＳＢ内蔵ＰＩＣとして、ＰＩＣ１８Ｆ２５５０とＰＩＣ１８Ｆ４５５０、それとＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０が入手できます。
ウェブや「トランジスタ技術」誌を参考に勉強しながらスタートを切ることにしましたら、そこで取り上げられていましたのは、みんな一様にＰＩＣ１８Ｆ４５５０でした。
こいつは４０ｐｉｎでちょいと大きいので、ＭＹＣＰＵやＴＫ８０クローンのＵＳＢインターフェースとしては不向きなのですが、そこはそれ、なにしろＵＳＢの知識ゼロからのスタートですので、いたし方がありません。
ということで、まずはＰＩＣ１８Ｆ４５５０を使ってのスタートとなった次第です。
●右も左もＣばっかりじゃございませんかぁ
ところがところが、いざＰＩＣ１８Ｆ４５５０のＤａｔａＳｈｅｅｔをＭｉｃｒｏｃｈｉｐ社のウェブサイトからダウンロードしてみると、すでに書きましたように、こいつはいままでのＰＩＣ１６Ｆ８８などとはちょっと違って、なかなかにてごわそうな感じです。
そこにもってきてＵＳＢ機能の使い方となると、なんじゃこりゃあ、何回読んでもさっぱりわからんではないか！
うう。つうことは、やっぱり、あれだ。
ウェブサイトからいろいろサンプルプログラムをかき集めるとか、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社のサイトから参考プログラムなどをダウンロードしてみるしかないか。
まずはそいつをＰＩＣ１８Ｆ４５５０に実際に書き込んでみて、動作を確認することからぼちぼち始めるのがよろしかろう。
ところが、ＰＩＣ１８Ｆ４５５０と秋月のＰＩＣプログラマを入手して、いざＵＳＢのサンプルプログラムから勉強を開始しようとした、そののっけから見事につかえてしまいました。
ウェブも「トランジスタ技術」の記事も、ソフトはぜーんぶ、Ｃコンパイラで作成、なんですと。
なんでＰＩＣのプログラムをＣなんぞで書いたりするのさ！
いや、別にＣを毛嫌いしているわけではありませんよ（してる。してる。しっかりしてる）。
ただ、私は、ことにＰＩＣなどのプログラムはＣを使うべきではないと思っています。
ま、それについてはいずれ、その理由も説明していくつもりですし、本稿を書き進めていきますうちに、その理由もおのずから明らかになってくることと思っています。
ですけれど、何度も繰り返しておりますように、悲しいことに、ＵＳＢの知識ゼロからのスタートですから、嫌いなＣでも使うしかありません。
ええ。ダウンロードしましたよ。Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社のサイトからフリーのＣ１８コンパイラつうのを。
このコンパイラはフリーでダウンロードできますけれど、３ヶ月ほどしますと一部機能が使えなくなるのだそうです。
でもどうやらその制限というのは、なんでも「最適化」がちょいと甘くなる程度で、コンパイラとしての通常使用には問題はないのだそうです。
ところがところが、さて準備万端整えて、いざＣでＵＳＢのプログラミングのスタートだ、となったのですけれど。
うう。…わかりません。
わからん。やっぱり、まったくわからんではないか。
●サンプルプログラムがさっぱり、わかりませぬ
Ｃのすぐれた特徴として（あるいは便利なところとして）、ユーザー定義の関数が、あたかもＣ本来のコマンドと全く同様に使えることである、ということが、まことしやかに伝えられておりますようですが。
私は、とんでもないことだと思っております。
これこそＣの最もケシカラヌところだと思っております。
そもそも言語なるものは（ことにコンピュータのそれは）、厳格に例外なくきっちりと定義されていてしかるべきもので、それとユーザー定義の関数などとは、明確に峻別されておるべきものだという認識をもっております。
もちろん誰かが作った便利な機能が公開されて、そしてそれをだれもが簡単にコマンドライクに利用できるということは、これはとても有意義なことに違いありません。
しかし、アプリはどこまでいっても、アプリです。基本的なコマンドとは一線を画してしかるべきものです。
そうしておかないことには、これからＣを学ぼうとする人たちが、先輩のサンプルプログラムの中で未知の「コマンド」に遭遇するたびに泣くことになります（そうではありませんか？）。
なんでこんなばかな言語が広まってしまったのでしょうかねぇ。
いや。これはＣの責任ではないでしょう。
おそらくは、それを使う人たちの安易な姿勢こそが問題なのだと思います、です。
もともとＣコンパイラはユーザー定義の関数や変数に対しては、かたくななほどきわめて厳格でした。
たとえば、Ｃのソースで、ユーザー定義の関数がＭａｉｎの後ろに続いて記述されている場合においても、プログラムの先頭で、その関数を定義しておくことが求められます。
Ｃにもいろいろあるようで、そうではないコンパイラもあるのかもしれませんが、私の知る限りではそういうことになっています。
例を使って説明してみましょうか。
ごくごく簡単なＣプログラム例です。
ｔｅｓｔ１．ｃｐｐ、ｔｅｓｔ２．ｃｐｐ、ｔｅｓｔ３．ｃｐｐの３つのプログラムです。
［ｔｅｓｔ１．ｃｐｐ］
// test1
//
#include <stdio.h>
//
void main()
{
printf("ohayo!\n");
PRINT();
}
//
int PRINT()
{
printf("good morning,sir!\n");
}
［ｔｅｓｔ２．ｃｐｐ］
//test2
//
#include <stdio.h>
//
int PRINT();
//
void main()
{
printf("ohayo!\n");
PRINT();
}
//
int PRINT()
{
printf("good morning,sir!\n");
}
［ｔｅｓｔ３．ｃｐｐ］
//test3
//
#include <stdio.h>
//
void main()
{
int PRINT();// user fubction
printf("ohayo!\n");
PRINT();
}
//
int PRINT()
{
printf("good morning,sir!\n");
}
以上の３つのプログラムを順にコンパイルして実行してみましたら、結果はこうなりました。
最初のｔｅｓｔ１．ｃｐｐはコンパイルエラーになってしまいます。
ＰＲＩＮＴ（）が「未定義」だ、つうんですよね。
あんた、どこに目ぇついとんの？すぐ下にあるでしょうが？
と言ったところで、コンパイラ様は妥協などしてはくれませぬ。
ｔｅｓｔ２．ｃｐｐ、ｔｅｓｔ３．ｃｐｐのように、実際に参照するラインよりも前の位置で定義しておかないと、Ｃコンパイラ様にはわかっていただけませぬようです（ｔｅｓｔ３は実行すると画面がスクロールしてしまいますから、省略しましたが、実行結果はｔｅｓｔ２と同じになります）。
ですけれどＢＡＳＩＣなら、そんなに融通の利かないことはありません。
中日電工オリジナルのＺＢＫ−ＢＡＳＩＣでの使用例です。
参照する行より前で定義しておかなくても、同じプログラムの中にありさえすれば、いきなり使っても拒否されたりすることはありません。
「うむむ。そういういい加減なところがＢＡＳＩＣの悪いところなんだよな」
などと批判されたりしていたものなのでありますけれど、Ｃなんぞもっともっとタチが悪いじゃございませんか。
それほどかたくなに、厳格に、事前の定義を求めておきながら、ヘッダーファイルをインクルードすると、もう事実上、無制限、何でも有り、でダバダバに通してしまいます。
じゃあ、ヘッダーファイルの中で定義してあるのだろう、と思ってそれを見てみますってえと、そこにもまた別のヘッダーファイルがいくつもインクルードされていて、いったいどのヘッダーファイルでお目当ての関数や変数が定義されているのか、さっぱりわからない状態でありますねぇ。
これって、事実上の無法地帯とちがいますかぁ。
「トランジスタ技術」のサンプルプログラムなどでもたいていは、「ユーザー関数については、ヘッダーファイルを見てね」でけりをつけていたりして。
でもそのヘッダーファイルは省略されていて、本文には載ってませんよぉ。
え。ヘッダーファイルについては、ウェブのダウンロードサービスを利用せよ？
そんな、面倒なぁ。
お話があらぬ方向に暴走してしまいましたけれど、ＵＳＢに関する「トランジスタ技術」の参考プログラムも、ウェブの参考プログラムも、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社のサンプルプログラムさえも、全然参考になりませんですよお。
やたら、ヘッダーファイルがしかも多重インクルードされていて、さらにやたらめちゃめちゃわけのわからぬ変数やら関数やらが多用されているものでありますから、こんなもの、わかるわけがありませんよお。
ほんとうに、Ｃコンパイラなどくそくらえ、って言いたくなってしまいます。
思うにＣはプロの業界専門言語なのですよね。たぶん。
仲間内でしか通用しない、符牒ちりばめ言語。
ＯＳや巨大なアプリケーションプログラムを普通の言語で構築していたのでは、多分間に合わないほど、要求されるシステムが巨大化してきているのでありましょう。そういうものをつくりあげる場合にこそ便利な言語がＣ。
たとえて言いますならば、プロの大工さんが、りっぱな建物を短期日で建築しようという場合に似ているのでは、と思います。
プロなのですから、余計な言葉は不要です。
いえ、邪魔ですらあります。
親方が、「ハチ！」、「クマ！」というだけで、八五郎も熊さんも、「あいよっ」てんで動きます。
あるいは無言で「！」って目配せするだけで八っつぁんも熊さんも、「あれだな」って動きます。
はたからシロートが見てたってちんぷんかんぷんでさっぱりわかりませんけれど、プロならそれでいいのでしょう。
それじゃあ、まったくわかりませんから、もう少しわかるように説明してくださいよぉ、なんて言おうものなら、「ベラボウメェ、こちとら江戸っ子だぁ。そんなかったるいこたぁできるかよぉ」って怒鳴られてしまいます。
おお。よくテレビで出てくる、魚市場などのセリにも似てますねえ。
指を使ってなにやらわけのわからぬ符牒を怒鳴っているだけでセリが成立しています。
まあ、すごいものだと思います。
私は、Ｃはそういうたぐいの言語だと思っています。
仲間内ならば便利な言語。
ならば、仲間内だけではなくて、それを他人に理解させよう、つう気がおありならば、そこんところは、もう少していねいにコメントすべきではないでしょうかと。
もともとの命令はともかくとして、ユーザーが勝手に定義した関数や変数については、当事者以外はわからないのがあたりまえで、それならば、それを「サンプルですよぉ。参考にしてくださいよぉ」というのでありますならば、そのユーザー定義の部分についても説明をしてくださらなくては、まったくわからないのです。
ところが困ったことに、どうもそういうＣをお使いになる方々の中に、「そんなことはわかれよ。どシロートめが」という目線を感じてしまうのですよねえ。
エスパーじゃありませんから、そりゃあ無理ですってば。
いえいえ。Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社のサンプルプログラムがそうだ、といっているのではありませぬ。
これはまた、しつこいほどコメントがついているのでありますけれど、今度はやたらコメントが多すぎて、
「で、本当のところ、絶対に必要なのは、どれとどれなの？ねえ。教えてよ」
ということになってしまって、やっぱり使い物にならないのでありますよ。
およそ１０日ほども、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社からいっぱいダウンロードしたり、ウェブをあちらにこちらにさまよい歩いたりしたのですけれど、みーんな結局追求不能なＣプログラムばっかり。
ヘッダーファイル群の森深く分け入って、出口がわからない状態で、ほとんど泥沼で窒息寸前。
もお、あかん。
さじを投げてしまいました。
いいよ。わかったよ。
もともと私ゃＰＩＣなんぞをＣでプログラムすることにゃ反対だったんだから、それが節を曲げて、Ｃでいこうとしたことが、だいたい間違いだったのよ。
こうなったら、意地でも、アセンブラ（機械語）でやってやるぞよぉ。
ＣＰＵをつくろう！第４０６回（２００９．１２．２３ｕｐｌｏａｄ）を再編集
ＰＩＣでＵＳＢを！［第１４回］
２０１１．７．９ｕｐｌｏａｄ
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