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EMILY Board +8 (ソフトウェア編)

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前回EMILY Boardの16ビットバス化のハードウェアに書きました。今回はソフトウェアについてです。

4k×8bitのメモリ空間2つがターゲットCPUにどう見えるかはCPUボードのハードウェアによって決まります。

それではEMILY Boardのコンソールから各種コマンドでアクセスする場合にはどう見えるのが良いのでしょうか?

ターゲットからの見え方に合わせないと不便ですが、あまり自由度を高くすると設定が難しくなります。とりあえず必要最小限ということで以下のモードを用意しました。

SC/MPボード(ソフトウェア編)

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SC/MPボードへのモニタの移植が一段落つきました。新しいプロセッサへの移植は毎回似たような流れで行なっていますので、その流れを書いてみたいと思います。

  1. いつもループ確認の後はいきなりモニタを書き始めているのですが、今回のSC/MPはサブルーチンコールなど基本的な命令が不足しているので使いそうなマクロをまず用意しました。
  2. なるべく似たプロセッサ(今回はMC6800, 6502)を参考にしながら先頭から実装していきます。最初の目標はオープニングメッセージの表示で、いわゆる"Hello, world!"に相当します。
  3. サブルーチン類は必要になったものから実装していきます。ラベルや配置順は可能な限り共通にして、他プロセッサ向けとの対応が取りやすいようにします。
  4. メッセージが表示できるようになったら次は行入力ルーチンです。
  5. 続いてコマンドを実装していきます。どれから始めてもよいですが私はD(ump)からですね。パラメータを16進文字列からバイナリへ変換、16進表示などを順に確認しながら実装していきます。

EMILY Board

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メモリ基板、確かにメモリではあるのですがそれだけでもないので「EMILY Board」と名付けました。

Environment for Microprocessor Introduction ... の略というのはもちろん後からのこじつけで、二式大型飛行艇の連合国側コードネームからの命名です。

二式大型飛行艇
写真は鹿児島の鹿屋航空基地資料館に展示されている二式大型飛行艇、唯一の現存する機体のはずです。

これだけではなんなのでこれまで書かなかった資料編をお送りします。

コネクタ ピン配置

まずは基板上部のCPUボードへのコネクタです。

6502ボード(ソフトウェア編)

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ハードウェア編に続いて今回はソフトウェア編です。

最初のテストはJMPでループを作ってみます。これは3バイト命令なのできりの良いアドレスに配置すればA0, A1が変化しA2以降のアドレスは変化しません。

これでメモリ基板から読んで実行できていることがわかります。メモリ基板のターゲット側ポートはこれまで未確認だったのですが、ここで確認が取れました。

この後はメモリへの書き込みなど一つずつ確認していくのが堅実だとは思いますが、一気にUniversal Monitorの移植に進むことにしました。

実はこの時点ではR65C51 ACIAは未搭載だったのでメモリ基板のコンソール機能を利用します。この機能も未確認なのでまずはオープニングメッセージを表示するところまで移植してみます。

6502のアセンブリ言語を書くのは初めてです。

Accelerated-X

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昔使っていたXサーバのマニュアルも出てきました。

マニュアル
386bsd, FreeBSD, Linux などのPCのUNIX系OSのグラフィック環境としてはX Window Systemを使用するのが一般的です。X Window System自体はオープンソースで、PC用の実装であるX386, XFree86ももちろんオープンソースです。

私も386bsdを使い始めた時からX386 ⇒ XFree86を使用していました。

これ(正確にはその中のXサーバ)はグラフィックスハードウェアに依存したソフトウェアです。最初のころはPCのグラフィックスハードウェアの仕様は公開されていたので問題はありませんでした。

[UniMon] アセンブリ言語で書いている理由

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現時点でも6800, 6809, 8080, AVR, Z8, Z80と多くのプロセッサで動いているUniversal Monitorですが、まだまだ対応プロセッサは増やすつもりでいます。

すでに完成したボードがあって動かせるMC68000、SBC8088ボード購入済みであとは組み立てるだけの8086/8088、6502/65C816あたりが次の候補ですね。

これだけの多プロセッサ展開を前提としているのになぜC言語を使わないのか不思議に思われるかもしれません。

そこで今回は何故オールアセンブリ言語なのか書いてみようと思います。

CPU判別法(80編)

68編に引き続き80編をお送りします。

8080系

8080系とZ80系の区別は『I/O』誌の記事を参考にしました。i8080/μPD8080AF, μPD8080A, i8085の判別法は一般的なものがあれば利用するつもりでしたが、見当たらなかったのでデータシートを元に独自に書いたものです。

CPU判別法(68編)

現在のCPUではその種類や対応する命令の範囲などを取得する命令(例えばx86系のCPUID命令)がありますが、以前は微妙な挙動の違いなどから判別していました。

自作のUniversal Monitorのソースコードを例に解説してみます。

MC6800系

まずは昨日目処が立ったと書いたMC6800系からです。

この系統はあまり情報が無く(旬な時期にあまりかかわらなかったのも理由です)手持ちのデバイスで試しながら書いたものです。

該当部分のソースは次のようになっています。

Universal Monitor コマンド一覧

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Universal Monitor Z8の基本機能が現在対応している全プロセッサで使用可能になりました。

前回はコマンドの概要のみを書きましたが、今回はコマンドラインの形式も書いておきます。

コマンドは原則1文字ですが、PIなどのように2文字のものも一部あります。
<addr>,<offset>といった数値パラメータは16進表記で必要以上の桁数を入力した場合は末尾が使用されます。
英字の大文字小文字は区別されません。
コマンドとパラメータの間・パラメータとカンマの間には空白を入れても構いません。ただし行入力バッファは短いので注意してください。

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