これまでの実験ではTPB信号だけを使い、HIGHアドレスのラッチタイミングを示すTPA信号は使っていません。このためLOWアドレスしか使えずアドレス空間は$00-$FFの256byteだけでした。今回はTPA信号も使いアドレス空間を$0000-$FFFFに拡張します。
EMUZ80のソースを確認
EMUZ80ではPICのCLC(Configurable Logic Cell)機能を使うことで、Z80のMREQ, RFSHを組み合わせたタイミングで割り込みを発生させているようです。その後にRD/WR信号をみてメモリの読み書きを制御しています。CLCの設定まわりはPICの開発環境であるMPLAB X IDEのプラグイン MPLAB Code Configurator(MCC)でレジスタの値をみながら確認しました。
このCLCをうまく使えばTPA信号も拾えるかなとも思ったのですが、COSMACはタイミング信号がシンプルすぎるので、このCLC機能は使わずにTPA信号、TPB信号から直接割り込みを発生させるようにしてみました。
EMUZ80のファームウェアを書き換える
PICは本格的に使ったことはなくお作法がわからなかったので、MPLAB X IDEのMCCプラグインを使って空のプロジェクトを作成し、生成された割り込み処理のコードをEMUZ80のソースに組み込むといった手順をとりました。PICには大量のレジスタがありますが、その中から必要なものだけをピックアップして正しく設定すればある程度動きそうという感触がつかめました。
PICとCOSMACの制御信号の配線は最終的には以下のようになりました。
この接続に沿って割り込みハンドラを書き直しました。割り込みハンドラでは、TPAの立ち上がり時にHIGHアドレスの読み込み、TPBの立ち上がり時にメモリの読み書き、TPBの立ち下り時にデータバスを入力に設定としています。
以下のテストプログラムを実行して、HIGHアドレスにアクセスできるかを確認します。
// Counter program 3 (High RAM $8008 R/W)
0000 F8 80 START LDI $80 ;D <- $80
0002 B3 PHI 3 ;R(3).1 <- D
0003 F8 08 LDI $08 ;D <- $08
0005 A3 PLO 3 ;R(3).0 <- D
0006 E3 SEX 3 ;X <- 3
0007 84 LOOP1 GLO 4 ;D <- R(4).0
0008 53 STR 3 ;M(R(3)) <- D
0009 61 OUT 1 ;BUS <- M(R(3)); R(3)++
000A 23 DEC 3 ;R(3)--
000B 14 INC 4 ;R(4)++
000C 30 07 BR LOOP1 ;Branch to LOOP1
このプログラムは$0000-$000Dに配置されます。R4の値をカウントアップしながら$8008番地に書き込み、その値をOUT命令でバスに出力することを繰り返します。もし、HIGHアドレスがうまく設定できずに0となっていた場合はこのプログラム自体が壊れて暴走するはずです。
確認はロジアナで行います。
この例ですと、メモリの書き込み（MWRがLOWでTPBの立ち上がり時）は5になっており、OUT命令でバスに書き出した値（N0がHIGHでTPBの立ち下り時）も5です。HIGHアドレスに配置しているRAMエリアの読み書きができていると思われます。
メモリのコピーを試してみる
念のため連続したメモリ空間の読み書きテストを行ってみます。$0000-0030までのROMデータを$8000-8030のRAMエリアにコピーしたあとに、$8000-$8030の内容をOUT命令でバスに出力するものです。
// memory move program 4
// $0000-$0030 -> $8000-$8030 + OUT 1
0000- SOURCE .EQ $0000
0030- MAXADD .EQ $0030
8000- DESTIN .EQ $8000
8030- MAXDUMP .EQ $8030
0000-F8 00 START: LDI /BEG
0002-B9 PHI R9
0003-F8 07 LDI #BEG
0005-A9 PLO R9
0006-D9 SEP R9
0007-
0007-F8 00 BEG: LDI /SOURCE
0009-BA PHI RA
000A-F8 00 LDI #SOURCE
000C-AA PLO RA
000D-
000D-F8 80 LDI /DESTIN
000F-BB PHI RB
0010-F8 00 LDI #DESTIN
0012-AB PLO RB
0013-
0013-4A REPEAT: LDA RA
0014-5B STR RB
0015-1B INC RB
0016-8A GLO RA
0017-FB 31 XRI #MAXADD+1
0019-3A 13 BNZ REPEAT
001B-
001B-F8 80 DUMP: LDI /DESTIN
001D-BB PHI RB
001E-F8 00 LDI #DESTIN
0020-AB PLO RB
0021-EB SEX RB
0022-61 REPEAT2: OUT 1
0023-8B GLO RB
0024-FB 31 XRI #MAXDUMP+1
0026-3A 22 BNZ REPEAT2
0028-
0028-30 28 ENDLOOP: BR ENDLOOP
ロジアナで動作を確認してみます。
RAMエリアへの書き込みの様子です。MWRがLOWとなっているところでRAMエリアへの書き込みが発生しています。
RAMエリアから読み出しの様子です。N0がHIGHでTPBの立下り時にバスにメモリの内容が出力されています。この表示では小さくて見えませんが、拡大すると、RAMエリアに書き込んだ順番で同じ値が出力されているのがわかります。
書き込み時と読み出し時は同じ値になっており問題なく動いているようです。
これで一通りの動作確認がおわりましたので、いよいよモニタプログラムをこの環境で動かしてみます。
モニタ動作編に続く
