MCS48(8048)マイコンのページ

トランジスタ技術の２００６年５月号から6502を使ったマイコンボードの連載が始まっていた。興味を引いたのはシリアルポートにナショセミの16550を使っている事だ。

８０系でUARTのチップといえば8251が定番であるが、ボーレートジェネレータを内蔵していないのでチップ数を減らす場合には不利だろう。この記事に触発されて最初にした事はこのチップの入手であるが、DIP品種となるとなかなか見つからない。

しかし鼻が利くのかこれまたスンナリと入手。さてこのチップの情報はマイコンで調べるよりもPC互換機には大量に使われているので、その上で走るオープンソース系のOSを調べたほうが早い。

その上、デバイスドライバーのソースコードだけではなく、貴重な説明資料も豊富に見つかる（その上日本語で）。

もちろんこのチップを扱うのは初めてだけれど、データシートも英語だけれどそんなに難しくはないし、実際の

FreeBSD2.8のドライバーのソースなんかも大変参考になるだろう。Cが得意でなくてもinb()とoutb()周りだけ読めればそれでも大抵理解できる。また、現在の物よりも古いソースの方が単純で明快だ。

さて、問題は何に繋ぐかだ。やっぱりここは8048の出番だろうか。PICやAVRではUARTのポートなんて当たり前の事なんだが。

[Z80]なんとか成功にたどり着く

Z80では計算上、確かにREFRESHサイクルが間に合わず、テスト出来ないのですが、その後実はタイミングの出し方が悪かった事が判明。書き込み時にRASを出した後にデータを一旦セットしてからWEとCASを出さなければ書き込みが失敗する事が判明。またREFRESHタイミングが足りない部分は、１アドレスについて読み書きする度にREFRESH信号を加えてセルフリフレッシュさせる事で、ALL1,ALL0,ランダムデータ書き込みテストがパスするようになりました。

REFRESHサイクル

連続して読み書きするのならば、連続する下位アドレスをRAS側に出してやる事でセルフREFRESHさせる部分を取り除いてもテストが通る事が確認されました。実際計算すると2ms/128をかなりオーバーしているんですが・・・・こんななんちゃってでも動作するんだなぁ。凄いなぁ民生品のレベルは。

TMS9918

既に１年以上経っているが心の隅につっかえている

TMS9918を使ってみたいという想いだが、これを扱うには２つの大きな課題がある。

１つ目は、TMS9918は16KのD-RAM 4116を８本も必要なのだが、このチップは３電源(-5V +5V +12V)も必要なのである。家にある１９８２年のメモリＩＣ規格表にはピンコンパチで単一電源の4816という物が載っているが現在はとうにディスコンで入手は諦めていたが、

最近になってやっとHM4816AP-4というチップを８本入手できた（１本３５０円で８本で２８００円もしました）

２つめは、８本ものDRAMをハンダ付けするのがイヤでたまらない。昔はサンハヤトからICB-015というD-RAM増設基板があったらしいのだが、これも既にディスコン。方々に探し回っていたが、こればっかりは見つからず、夏休みに全精力を投入してUEW配線を行うか、はたまた片面基板でバス配線だけでもしてしまおうかと悩んでいたが、サトー電気さんに在庫があるという知らせで、ギリギリ入手が出来た（現在は無いそうです）

さて、全ての問題がクリアしたので早速製作に取り掛かるとしよう。でも、直ぐに思い立った事があってそれは、実は昔からマイコンに携わってはいるがD-RAMを扱ったことは一度もないのである。

[Z80]DRAMテスター

このZ80ボードのI/Oポート経由でDRAMテスターを作ってみようと思い立ち、16PINのソケットをハンダ付け。そして8255のポートへとUEW線で接続して簡単なバラックを起こした。

最初に全ビットを０にして読み出しテストをするとOK。しかし、全ビットを１にして読み出しテストをすると最初のアドレスで既にNG。データシート片手に何度かRAS・CAS・WR信号のタイミングを変えてみるもやはり１が書き込めない。

そこで、各アドレスに０や１を書いては読み出しテストをすると全アドレスがOKとなる事が判った。これはREFRESHのタイミングが間に合わないのでは無いかという考察に（やっと）たどり着く。DRAMはREFRESHしなくても連続して読み出し・書き込みをすればREFRESHは不要なハズである。ではREFRESHに必要なサイクルとはどの位なのかと計算してみる。必要な時間は2msの間に128アドレスについて操作しなければならず、１アドレス当り15.6usである。え゛？この時間だと例えば2.5MHzのZ80ではIN/OUT命令だけでも4.4us掛かる訳でRAS・CAS・WRのタイミングで夫々OUT命令が必要でそれらをLOWにしてHIGHにするので最低でもOUT命令だけで６つは必要。これだけで26.4usとなる。当然間に合っていない訳です。

AVRとかではどうなんでしょうか。20MHzで１サイクルとすると１命令は50nsという計算で３１２命令が使える訳です。再びAVRを取り出すべきだろうか。

小さなメモリー空間

8080AやZ-80そして8048/8035の外付けのROMとして広く使われた2KBのメモリー(P-ROM)。

今となっては2KBというのは猫の額より狭い空間かもしれないけれど、同時期のSRAMに至っては256x4bitや1024x1bitなんていうのもザラでした。

これら３つはintelの2716ピンコンパチブルなので置き換え可能な品種

Xicor X2816BP

XicorのEE-PROM 2816 5V単一で書込み可能 書き込み時間の遅いSRAMと同等に扱える。バイト単位で再書き込み可能(5ms)、一万回保障。１００年間のデータ保障。 DateCode 9020

NMC27C16(2716 C-MOS)

National Semiconductor C-MOSの為、消費電流が非常に少ない 80C35と組み合わせて電池駆動可能だろう。DateCode 8424。最近になって、若松通商にて購入した。今でも売っていたのが信じられなかったが。

MB8516(2716)

Fujitsu MB8516 DateCode i2716の富士通版 独特のパッケージです。ピンが折れやすいが金メッキ品です。 DateCode 8103 四半世紀前の物。現在でも問題なく消去・書き込み出来ています。