２０１８．７．９
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１６ビットマイコンボードの製作
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いつか使ってみるつもりで入手してそのまま置いてあった１６ビットＣＰＵのことを思い出しました。
ＡＭＤ社のＡＭ１８８です。
その名の通り、ＣＰＵコアは８０１８８互換の１６ビットＣＰＵです。
そのＡＭ１８８を使った１６ビットマイコンボードの製作記事です。
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［第５２回］



●ＡＭ１８８ＥＭのＣＬＯＣＫ（２）

前回はＡＭ１８８のＣＰＵクロックがＤａｔａｓｈｅｅｔによれば外付けしたクリスタルと同じ周波数になるはずのところ、その１／２の周波数になってしまう、と書きました。
私の大ポカでありました。
自分の不行き届きを棚に上げておいて、ＡＭＤを揶揄しているかのことまで書いてしまいました。
穴があったら入りたいとはまさにこのことです。
ＡＭＤ様、お許しあれ。

どういうことかといいますと。
本日になって、たまたまＡＭ１８８の初期設定について確認していて、ふと「ちょっと待てよお、ひょっとしたらアクセスタイムの遅いデバイスのためにＷａｉｔの挿入ができるのでは？」なんてことが突然頭をかすめました。
それでＵｓｅｒ’ｓ　Ｍａｎｕａｌを確認してみました。


こちらはＲＯＭのセレクト信号の設定です。

Ｒ１、Ｒ０の設定で最大３クロックのＷａｉｔが挿入できます。
下がその説明のページです。


こちらはＲＡＭのセレクト信号の設定です。

こちらもＲ１、Ｒ０の設定で３クロックまでＷａｉｔを挿入できます。
下はその説明のページです。


こちらはＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ（周辺Ｉ／Ｏ）のセレクト信号の設定です。

こちらもＲ３、Ｒ１、Ｒ０の設定によって最大１５クロックのＷａｉｔが挿入できます。
下はその説明のページです。


おおお。
ひょっとしたら。
まさか。

[00064]                     ;AM188 INIT
[00065] 0112  BAA0FF        START01:MOV DX,FFA0;umcs
[00066] 0115  B83FE0            MOV AX,E03F;128k,noready
[00067] 0118  EF                OUT DX,AX
[00068] 0119  BAA2FF            MOV DX,FFA2;lmcs
[00069] 011C  B83F1F            MOV AX,1F3F
[00070] 011F  EF                OUT DX,AX
[00071] 0120  BA78FF            MOV DX,FF78;pdir1
[00072] 0123  B8FEFF            MOV AX,FFFE;pcs0 active
[00073] 0126  EF                OUT DX,AX
[00074] 0127  BAA8FF            MOV DX,FFA8;mpcs
[00075] 012A  B8BF80            MOV AX,80BF
[00076] 012D  EF                OUT DX,AX
[00077] 012E  BAA4FF            MOV DX,FFA4;pacs
[00078] 0131  B87600            MOV AX,0076;i/o base address=0000 17.2.24
[00079] 0134  EF                OUT DX,AX
[00080] 0135  B080              MOV AL,80;all port out ******** for test
[00081] 0137  E683              OUT 83,AL;82C55

その、まさかでありました。
ＵＭＣＳ（ＲＯＭセレクト）もＬＭＣＳ（ＲＡＭセレクト）もどちらもしっかり３クロックのＷａｉｔが入っておりました。
ＰＡＣＳ（Ｉ／Ｏセレクト）についても２クロックのＷａｉｔをかけておりました。
ううう。
完全に忘れてしまっておりました。
おそらく最初にテストを始める段階で、念のためにしっかりＷａｉｔをかけておいたほうがいいだろう、と考えてそのようにしたのだろうと思います（記憶にございません）。
ＷａｉｔはメモリやＩ／ＯにアクセスしてＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥするたびに挿入されますから、トータルの実行時間はかなり遅くなるはずです。
あらためて計算をしてみましたら、下のリストのようになりました。

;;; clock test for am188,,,3ck wait!
;
        ORG=8000
;
        MOV AL,80
        OUT 83,AL
LOOP:XOR AL,AL;3+6 9*0.05=0.45
        OUT 80,AL;9+8  17*0.05=0.85 11.25+0.45+1.15+0.45+0.85=14.15us
        CALL T5US;11.25us
        DEC AL;3+6 9*0.05=0.45
        OUT 80,AL;9+8 17*0.05=0.85 11.25+0.45+0.85=12.5us
        CALL T5US;11.25us
        INC AL;3+6 9*0.05=0.45
        JMP LOOP;14+9 23*0.05=1.15
;
;5us timer clock 20MHz
T5US:MOV CL,06
T5US2:DEC CL;3+6
        JNZ T5US2;13+6,,,28*6=168
        RET;20+9  CALL=19+9,,,57 168+57=225 225*0.05=11.25us
;
;END

計算した結果は、Ｌの期間が１２．５μＳでＨの期間が１４．１５μｓになりました。
前回はＬが１６μｓでＨが１８μｓでした。
ちょっと計算と合いませんが、何かほかのファクターが関係しているのかもしれません。
こういうことがわかったので、逆にＷａｉｔを全部はずしたらどうなるかをテストしてみました。
ＲＡＭにシステムプログラムをロードして、ＲＡＭ上でテストを行ないました。

ＢＡＡ２ＦＦはＭＯＶ　ＤＸ，ＦＦＡ２　（ＬＭＣＳのアドレス）です。
Ｂ８３Ｃ１ＦはＭＯＶ　ＡＸ，１Ｆ３Ｃ　（末尾２ビット００はＷａｉｔゼロ）です。
ＥＦはＯＵＴ　ＤＸ，ＡＸです。
次のＢＡＡ４ＦＦはＭＯＶ　ＤＸ，ＦＦＡ４　（ＰＡＣＳのアドレス）です。
Ｂ８７４００はＭＯＶ　ＡＸ，００７４　（ビット３、１、０＝０はＷａｉｔゼロ）です。
ＥＦはＯＵＴ　ＤＸ，ＡＸです。
最後のＣＢはＲＥＴＦです。
ＲＥＴＦについては［第２６回］で説明をしています。
ＪＰ　８０００で、設定変更を実行したのち、ＪＰ　１０００でＲＡＭシステムに切り換えました。


クロックテストプログラムをロードして、実行しました。

ノンウエイトでの出力波形です。

Ｌが１０μｓ、Ｈが１２μｓほどです。
前回の計算ではＬが約７．６μｓでＨが約８．５μｓのはずでしたから、まだ何かのファクタがからんでいるようですが、Ｗａｉｔがかかっていることに気が付かないでテストをした前回の結果ではＬが約１６μｓ、Ｈが約１８μｓでしたから、かなり速くなったことは事実です。

うう。
ひょっとしてＡＭ１８８はデータバスが８ビットですけれど本来の８０８６（ＡＭ１８６）はデータバスが１６ビットのはず。
それがからんでいる？
それについては、あらためて確認してみることにいたします。

それはそれとして、どうやら２０ＭＨｚ水晶を外付けすることで内部ＣＰＵクロックも２０ＭＨｚ動作になるようです。
そういうことならば当初の方針通り、２０ＭＨｚ水晶でいきましょう。

１６ビットマイコンボードの製作［第５２回］
２０１８．７．９ｕｐｌｏａｄ

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