(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第８３回］
●ＰＵＳＨ命令回路の問題点（前回の続きです）
前回の終わりのところで、「Ｔ３のＳＰｃｌｋとＴ４のＭＥＭＷＲがくっついているところが問題」だと書きました。
もう一度、ＰＵＳＨ命令のタイミングチャート（［第６９回］）です。
このチャートは各信号の遅れをほとんど無視しています。
そこで問題点がはっきりするようにＴ３とＴ４の境目のあたりを拡大して、関係する信号にまとを絞ったタイミングチャートを描いてみました。
このタイミングチャートはテストに使ったプログラム、
００００ ３１００８０ ＬＸＩ ＳＰ，８０００
０００３ Ｆ５ ＰＵＳＨ ＰＳＷ
０００４ Ｅ５ ＰＵＳＨ Ｈ
０００５ Ｆ１ ＰＯＰ ＰＳＷ
０００６ Ｅ１ ＰＯＰ Ｈ
のうちの、
０００４ Ｅ５ ＰＵＳＨ Ｈ
のＴ３とＴ４の境目の部分を拡大して示したものです。
信号のうちのいくつかは、７４ＨＣ０３、７４ＨＣ０５（いずれもオープンドレインゲート）の出力信号とプルアップ抵抗から構成されていて、立ち上がりがかなり遅れてしまいます。
このことについては［第７２回］で説明しました。
ＰＣＡＤｏｕｔ、ＰＣｃｌｋ、ＳＰｃｌｋがゆるい勾配になっているのは、その理由からです。
ｄａｔａＤＩＲは下がりエッジがゆるくなっていますが、これはロジック回路が反転しているためで、模式的な表現です。
ＰＣ（プログラムカウンタ）、ＳＰ（スタックポインタ）はともに入力クロックの上がりエッジがゆるやかなため、カウントアップ（ＳＰはカウントダウン）するのが、Ｔ３の終わりのタイミングよりも遅れます。
外部アドレスバスへの出力は、ＰＣＡＤｏｕｔとＳＰｓｅｌによって、ＰＣからＳＰへ切り換えられますが、両信号のタイミングのズレから、多分上のタイミングチャートのように、Ｔ４のはじめの部分で最初はＰＣとＳＰの出力がぶつかり、それからＳＰの値が出力されると考えられます。
ＳＰもカウントダウンが遅れるので、ＳＰの値がＡ１５−Ａ０に出力されはじめる、はじめの部分（図の水色の部分）では、カウントダウンする前のアドレスが出力されると思われます。
次は外部データバスＤ７−Ｄ０について見てみます。
こちらはｄａｔａＤＩＲの遅れによって、データバスバッファ７４ＨＣ２４５の向きが切り換わるのが遅れます。
メモリからはＴ３の終わりまでは、命令コードの”Ｅ５”がＤ７−Ｄ０に出力されています。
Ｔ３の終わりにＭＥＭＷＲがアクティブになると、メモリからの出力はなくなり、Ｄ７−Ｄ０はハイインピーダンスになります。
Ｄ７−Ｄ０も抵抗でプルアップしていますが、Ｌレベルの出力だったビットがＨレベルになるのが遅れるのは、他の信号の場合と同じです。
本当はここでｉｎｎｅｒＢＵＳからＨレジスタの値がＤ７−Ｄ０に出てくるはずなのですが、７４ＨＣ２４５の向きが変わるのが遅れるために、ここにデータの空白の期間が生まれます。
しかしいきなりＤ７−Ｄ０が”ＦＦ”になるのではなくて、Ｄ７−Ｄ０の各ビットの遅れによって、それまでメモリから出力されていた”Ｅ５”がしばらくの間Ｄ７−Ｄ０に残った状態になります。
メモリ（ＲＡＭ６２２５６タイプ）のデータシートでは、データがメモリアドレスに書き込まれるタイミングはＭＥＭＷＲの立ち上がりのタイミングということになっています。
それならいいのかなぁ、とつい思ってしまったのですが、ずっと長い間の経験から「そんなはずはないのだが…」という疑問が残っていました。
確かに、ＷＲ信号の立ち上がりのタイミングでデータがメモリにラッチされるので、「データ」はそれ以前には不確定でもよいはずなのですが…。
しかし、アドレスについては、それとは別問題のはずです。
確か、ダイナミックＲＡＭなどでは、ＷＲ信号をアクティブにしておいて、ＣＳ（チップセレクト）をＯＮ／ＯＦＦすることでデータを書き込む、などというモードがあったように思います。
ＷＲ信号がアクティブな状態でアドレスを切り換えると、多分切り換え前のメモリアドレスにそのときのデータが書き込まれてしまう、のではないか、との推測がなりたちます。
このあたりを「ついうっかり」してしまっていました。
やはり最初に回路を考えた時点のように、ＭＥＭＷＲはデータ、アドレスが確定してから、アクティブにしなければならなかったのです。
●ＭＥＭＷＲ回路を変更しました
今回変更したＭＥＭＷＲ回路です。
考え方は［第７２回］のｒｅｇＷＲ回路の変更と同じです。
［第７２回］のｒｅｇＷＲ回路からのｍｅｍＷＲ信号はすでに変更済みですから、今回はそれに追加して、２枚目の基板からのｍｅｍＷＲ信号に対してｃｌｋでゲートします。
●ＭＥＭＷＲ回路変更後のＰＵＳＨ命令のタイミングチャートです
そういえば、ｒｅｇＷＲもｃｌｋでゲートするようにしたのでした。
ということは、ＰＯＰ命令のタイミングチャートも変わります。
●ｒｅｇＷＲ回路変更後のＰＯＰ命令のタイミングチャートです
すでに説明したこのほかの命令のタイミングチャートについても、ＭＥＭＷＲ、ｒｅｇＷＲの信号のタイミングは全部、上のＰＵＳＨ命令、ＰＯＰ命令のタイミングチャートと同じタイミングになりますが、いちいち変更するのも手間ですので、そのままにしておきます。
２００８．９．３０ｕｐｌｏａｄ
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