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４１０回］
●トランジスタ版４ビットＣＰＵ「ＭＹＣＰＵ４ＴＲ」組立キット発売のお知らせ
もっと早くここまで来たいと思っていたのですが、思っていた以上に時間がかかってしまいました。
やっと発売のご案内です。
価格やご注文の要領などについてのご案内の前に簡単にＭＹＣＰＵ４ＴＲ組立キットについて整理しておきたいと思います。
ＭＹＣＰＵ４ＴＲの完成写真は前回お見せしたばかりですが参考までに下に再掲いたします。
このように４枚の基板をスペーサーで固定して重ねて使います。
一番下がＲＥＧＩＳＴＥＲ／ＡＬＵ基板です。
使用するトランジスタは４８２個（２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５各２４１個）です。
Ａレジスタ、Ｂレジスタ、ＷレジスタとＡＬＵ回路の基板です。
基板のサイズは縦２００ｍｍ×横３８０ｍｍです。
その上がＰＣ／ＩＯ基板です。
ＰＣ（プログラムカウンタ）回路とＯＵＴレジスタとＩＮ回路の基板です。
基板のサイズは縦２００ｍｍ×横３３０ｍｍです。
使用するトランジスタは３３６個（２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５各１６８個）です。
その上はＤＥＣＯＤＥ基板です。
命令をデコードして必要な信号を出力する回路基板です。
基板のサイズは縦２００ｍｍ×横２４０ｍｍです。
使用するトランジスタは２４２個（２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５各１２１個）です。
一番上はＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ基板です。
この基板はＣＰＵの外部回路になります。
命令コードを入力するトグルスイッチ回路と、命令コードを記憶するメモリ回路とＣＰＵを動作させるためのクロック回路の基板です。
基板のサイズは縦２００ｍｍ×横１２０ｍｍです。
この基板はＩＣ（および抵抗、コンデンサ、ＬＥＤ等）のみでトランジスタはありません。
スタンダードな使い方としてはこの写真のように一番上に置いたＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ基板上のトグルスイッチを操作してＲＡＭ（６２２５６）に命令コードを書いたあと、それを実行します。
上側の８個のトグルスイッチでＲＡＭのアドレス（Ａ０〜Ａ７）を指定します。
下側の８個のトグルスイッチでＲＡＭに書き込む命令コードを設定します。
左下にあるトグルスイッチを下側にするとプログラム書き込みモードになります。
上側にすると実行モードになります。
プログラム書き込みモードのときに右下にあるプッシュスイッチを押すとそのときアドレス指定用のトグルスイッチで設定しているＲＡＭアドレスに命令コード指定用のトグルスイッチで設定している命令コードが書き込まれます。
そのようにするのがスタンダードな使い方ですが、そのほかに効率よくプログラムを書いたりそれを保存しておくためにＮＤ８０Ｚ３．５（またはＮＤ８０８０など）と接続して、ＢＡＳＩＣを使って命令コードを記述することもできます。
その具体的な使用例は［第２５８回］以降に書いていますので参照願います。
通常はＲＡＭにプログラムを書いてそれを実行しますが、そのプログラムをＲＯＭ化してＲＯＭで実行することもできます。
プログラムのＲＯＭ化については［第２９０回］〜［第２９３回］で説明をしています。
上では４枚の基板を組み立てた写真をお見せしました。
組み立てる前の部品実装前の画像は［第３７８回］にあります。
ＤＥＣＯＤＥ回路基板とＰＣ／ＩＯ回路基板とＲＥＧＩＳＴＥＲ／ＡＬＵ回路基板です。
ＤＥＣＯＤＥ回路基板はＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ回路基板を作る前でしたからＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ回路基板を取り付けるための穴が開いていません。
最終的な製品版ではそのための穴を開けるためにその近くの配線を一部移動しましたがそれ以外は製品版と変わりません。
部品を実装した画像は［第３８０回］にあります。
ＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ回路基板の画像は［第４０８回］にあります。
ＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ回路以外の回路図は［第３９２回］〜［第３９７回］にあります。
ＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ回路は当初はＨＣＭＯＳＩＣ版ＭＹＣＰＵ４の回路基板をそのまま使うつもりでしたのでＭＹＣＰＵ４ＴＲのものとしては回路図はお見せしていませんでした。
あらためて以下に示します。
ＳＷ入力回路はＨＣＭＯＳＩＣ版と同じです
ＣＬＯＣＫ回路です。
２ＭＨｚを追加しました。
ＭＭＵ、ＭＥＭＯＲＹ回路です。
ＲＡＭのアクセスタイムが速過ぎるための誤動作を回避するために一部回路を追加、変更しました（［第３８７回］）。
最終的にＲＡＭにはアクセスタイムが遅い昔のＲＡＭを使うことにしました（［第４０８回］）から、もとのままの回路でもよいことになったのですがそのようにプリント基板を作ってしまいましたからこの回路図が最終回路になります。
ＭＹＣＰＵ４ＴＲは「トランジスタ技術」２０２０年５月号特集の４ビットマイコンの「上位」互換マイコンです。
「トランジスタ技術」誌の４ビットマイコンにはＲＡＭがなくプログラムアドレスは０〜Ｆだけですから組めるプログラムは最長でもわずか１６ステップです。
それでは余りに短いのとやはりＲＡＭを搭載すべきと考えてＭＹＣＰＵ４ＴＲでは６２２５６を実装しました。
６２２５６は３２ＫＢのＲＡＭですがさすがにその全範囲を使うのはやりすぎです。
無理の無い使い方ということでＭＭＵ回路によって００〜ＦＦの２５６バイトのメモリ空間にアクセスできるように考えました。
ＭＹＣＰＵ４ＴＲのＭＭＵ回路については［第２７３回］で説明をしています。
そこで説明しているのはＨＣＭＯＳＩＣ版のＭＹＣＰＵ４の回路ですがＭＹＣＰＵ４ＴＲでも同じです（回路図も一部を除いて同じです）。
ＭＭＵ機能のほかにもＭＹＣＰＵ４ＴＲでは「トランジスタ技術」誌の４ビットマイコンにはない機能を付加しています。
ＡＤＤ命令やＳＵＢ命令はＡレジスタを使って行なわれますがＡレジスタに演算結果を残したままＢレジスタでも計算を行ないたい場合があります。
その場合にはＡレジスタの値を一時的にどこかに移しておいて、Ｂレジスタの値をＡレジスタに移して演算後に結果をＢレジスタに返してから、保留していたもとのＡレジスタの値をＡレジスタに戻すというプログラムを書くことになります。
ところが「トランジスタ技術」誌の４ビットマイコンにはＡレジスタの値を保留しておくためのＷレジスタがありません。
どうしているのかなあと思って確認してみましたらＯＵＴ回路とＩＮ回路を接続してＷレジスタの代用にしているようです。
その場合にはＯＵＴポートもＩＮポートも使えませんが確かにひとつのアイデアではあります。
しかしその使い方はさすがにちょっと苦しいような気がします。
できるだけ使用するトランジスタの数を減らしたいためにという苦肉の策のようにも思われます。
確かにトランジスタの使用数を減らしたいという気持ちは同じですけれど、しかしせっかくのＣＰＵ回路なのですからここはやっぱり正統派、王道を堂々といきたいと思います。
ということでＭＹＣＰＵ４ＴＲではＷレジスタ回路を追加しました。
当然のことながらもともとの「トランジスタ技術」誌の４ビットマイコンにはＷレジスタにアクセスするための命令コードがありません。
そこでオリジナルの命令コードと互換性を保ちつつそこにＷレジスタにアクセスするための命令コードを追加しました。
ＭＹＣＰＵ４ＴＲの命令コードを下に示します。
詳細については［第２４９回］を参照してください。
基本的なロジック回路は「トランジスタ技術」誌の４ビットマイコンに近いところもありますが、特にレジスタ回路などではできるだけ使用するトランジスタ数が少なくなるように工夫した独自の回路を取り入れています。
その結果として「トランジスタ技術」誌の４ビットマイコンに比較して使用トランジスタ数を大幅に削減することができました。
ちなみに同誌の４ビットマイコンの使用トランジスタ数は１７３８石とのことですがＭＹＣＰＵ４ＴＲでは１０６０石です。
使用しているトランジスタは全く異なります。
同誌の４ビットマイコンではＭＯＳＦＥＴのＢＳＳ８４とＢＳＳ１３８を使っています。
当初は私もＭＯＳＦＥＴを使うつもりでしたがいろいろ不都合なことが出てきたため、ＭＹＣＰＵ４ＴＲではバイポーラトランジスタの２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５を使っています。
同誌の４ビットマイコンでは抵抗、コンデンサ、ＬＥＤを含めてすべて面実装型のチップタイプを使っているようですが、米粒よりも小さいチップタイプをプリント基板に手ハンダで実装するのは上級者でもホネの折れる作業です。
ここはやはり昔ながらの３本足のトランジスタを使いたいと思います。
そこはどうしても譲れないところです。
それがロマンというものでありましょう。
以上簡単にまとめて説明をいたしました。
「ＭＹＣＰＵ４ＴＲ」はＣＭＯＳＩＣ版の「ＭＹＣＰＵ４」をそのままトランジスタ化したものです。
「ＭＹＣＰＵ４」については［第２４８回］〜［第２９４回］で説明していますのであわせてお読みください。
トランジスタ版の「ＭＹＣＰＵ４ＴＲ」の回路の多くは「トランジスタロジック回路組立キット」の回路がもとになっています。
「トランジスタロジック回路組立キット」については［第２３６回］〜［第２４７回］および［第２９５回］〜［第３５０回］で説明していますのであわせてお読みください。
「ＭＹＣＰＵ４ＴＲ」については［第３４９回］〜前回（［第４０９回］）で説明していますのでご再読願います。
なおもし不明な点や疑問点などがありましたらメールにてお問い合わせください。
［ＭＹＣＰＵ４ＴＲ組立キットの内容］
キットの内容です。
ＭＹＣＰＵ４ＴＲは上のほうでも説明しております通り以下の４点の回路基板から構成されています。
１）ＳＷ／ＣＬＯＣＫ／ＭＥＭ回路基板（２００ｍｍ×１２０ｍｍ）
２）命令デコード回路基板（２００ｍｍ×２４０ｍｍ）
３）ＰＣ（プログラムカウンタ）／ＩＯ回路基板（２００ｍｍ×３３０ｍｍ）
４）ＲＥＧＩＳＴＥＲ／ＡＬＵ回路基板（２００ｍｍ×３８０ｍｍ）
いずれも両面スルーホールグリーンレジスト基板です。
上記の各基板に実装する必要パーツ一式が含まれます。
ただしプログラムをＲＯＭ化する場合に必要な２７Ｃ２５６ＲＯＭはキットには含まれません。
必要な場合には別途２７Ｃ２５６ＷＲＩＴＥＲとともにご購入願います（２７Ｃ２５６ＷＲＩＴＥＲを使うためにはＮＤ８０Ｚ３．５など２７Ｃ２５６ＷＲＩＴＥＲを接続可能な当社のマイコンボードが必要です）。
１）には６２２５６ＲＡＭとクロック発生プログラム書込済みのＰＩＣ１２Ｆ６２９が含まれます。
上記の各基板を接続するためのフラットケーブル、スペーサー、ネジ類および単独動作に必要な＋５Ｖ電源もキットに含まれます。
今までの回で動作テストのために作成したプログラムもＣＤＲＯＭに収録してキットに含めるつもりです。
テストプログラムは各回で使ったものをそのまま収録しますので、その多くはＺＢ３ＢＡＳＩＣプログラムです。
各回で説明しています通り、そのＢＡＳＩＣプログラムを実行するにはＮＤ８０Ｚ３．５またはＮＤ８０８０等ＺＢ３ＢＡＳＩＣが実行できて８２Ｃ５５を内蔵しているか増設している当社マイコンボードが必要です。
上記マイコンボードがない場合でもＢＡＳＩＣプログラムのリストとその回の説明を参考にして命令コードをスイッチ操作でＲＡＭに書き込むことでテストプログラムを実行することは可能です。
２）〜４）のパーツにはＩＣはありません。
トランジスタ、抵抗、コンデンサ、ＬＥＤのみでその多くは各基板に共通でかつ数が多いので３枚の基板の分をまとめて品名ごとに分けて袋詰めにする予定です。
個別のパーツの数量についてはこれから組立説明書などを作成していくなかではっきりしてくると思いますが概ね下記の通りです。
トランジスタ２ＳＡ１０１５ ５３０個
トランジスタ２ＳＣ１８１５ ５３０個
トランジスタは以上合計１０６０個です。
５１ＫΩ抵抗と２２ｐＦセラミックコンデンサもトランジスタと同数の１０６０個です。
コンデンサは２２ｐＦのほかに０．１μＦセラミックコンデンサをパスコンとして約２２０個使用します。
ＬＥＤは青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ同数の３１個合計６２個です。
ＬＥＤ用電流制限抵抗として２２ＫΩをＬＥＤと同数の６２本使います。
そのほかにも抵抗とコンデンサはいくつかの値のものを使いますが目立つほどの数ではありません。
［第３８３回］と［第４０５回］で断線（？）している５１ＫΩ抵抗がみつかったことについて書きました。
そこでは１０００本以上もの数の抵抗のチェックはとてもできません、と書きました。
しかし落ち着いてよくよく考えてみますとやっぱり検査しないで出すのはちょっと心配です。
５１ＫΩについてはしばらくは全数検査してから発送することにいたします。
なかなかに大変な手間ですが仕方がありません。
抵抗値まで確認するのはちょっと無理ですので簡易検査です。
導通のみテストすることにします。
［トランジスタ版４ビットＣＰＵ「ＭＹＣＰＵ４ＴＲ」組立キット］の価格です。
税抜価格２７０００円（税込価格２９７００円）（送料サービス）
［トランジスタ版４ビットＣＰＵ「ＭＹＣＰＵ４ＴＲ」完成品］の価格です。
税抜価格５２０００円（税込価格５７２００円）（送料サービス）
組立説明書、取扱説明書もこれから作成に取り掛かります。
実際に皆様のお手元にお届けできますまでにはまだ３〜４週間はかかりそうです。
またパーツについても十分な数を用意しているわけではありません。
基本的にはご注文、お振込みをいただいてからパーツの手配をすることになります。
パーツによっては入荷までに時間がかかるものもあります。
お待たせして申し訳ありませんが何卒ご了承いただきますようお願いいたします。
●ご注文の方法
ご注文はお名前、ご住所、電話番号、ご注文品名を明記の上メールにてお申し込みください。
こちらのメールアドレスにお願いいたします。 ｔｈｉｓｉｄａ＠ａｌｌｅｓ．ｏｒ．ｊｐ
折り返しおおよその納期と、念のためお振込みいただく金額をメールにてお知らせしますので、ご確認いただいてから下記要領にてお振込み願います。
ご送金は下記ゆうちょ銀行郵便振替口座宛てにお願いいたします。
郵便振替口座 ００８１０−０−４５９６１ （有）中日電工
代金引換等は取り扱っておりませんのでご了承願います。
ご入金いただいた時点で、正式にご注文をお受けしたことと致します。
なお、できるだけはやくお手元にお届けできるようにするため、ご送金いただきましたらお手数ですが、その旨メールにてお知らせいただきますようお願いいたします。
商品は宅配便にて発送しますので、正確なお届け先ご住所（マンション等の場合には建物名、号棟、号室も明記願います）及び連絡先電話番号もメールにてお知らせください。
●ゆうちょダイレクトに口座をお持ちの場合は、
送金先記号 ００８１０
番号 ４５９６１
と入力していただきますと、口座名として（有）中日電工と表示されます。
●郵便局のＡＴＭからお振込みいただく場合は、
記号 ００８１００ （振込完了後に印刷される明細票には、００８１０−０と表記されます）
番号 ４５９６１
送金額 〇〇〇〇〇
と入力していただきますと、ＡＴＭ画面に上記入力データとともに
受取人名 ユウゲンカイシャ チュウニチ デンコウ
が表示されます。
（ＡＴＭを使ってご送金いただいたお客様から教えていただきました）
●一般の銀行からご送金いただく場合は、
銀行名「ゆうちょ銀行」（金融機関種別は「銀行」ではなくて「その他」になっている場合があります）
支店名は「Ｏ八九（ゼロハチク）」
口座種別は「当座預金」
口座番号は「４５９６１」
口座名「ユウゲンカイシヤ チユウニチ デンコウ」
と指定してください。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第４１０回］
２０２１．１０．２ｕｐｌｏａｄ
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