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Universal Monitor

Universal Monitor MN1610の拡張(その2)

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HEXファイルの入出力ができるようになったら、次はブレークとレジスタの操作が欲しいところです。

MN1613は未定義のコードを実行しようとするとレベル0の内部割込みが発生するらしいのでこれを利用することにします。これが発生するとSTRとICをOSPW0(アドレスX'0000', X'0001')に保存し、NSPW0(アドレスX'0100', X'0101')から新しいSTRとICを読み込みます。OSPW, NPSWは外部割込みと共用ですが,内部割込みの場合はIISRというレジスタのビット15が立つので区別が可能です。

NSPW0にハンドラのアドレスを設定し、ハンドラではR0~R4, SPを保存しSTR, ICはOPSW0から取り出して表示させます。

これで試しにX'0800'番地にX'0000'を書き込んで実行させてみます。これは未定義命令なのでレジスタが表示されるかと思いきや何も起こりません。

この状態でステップ動作に切り替えてみたところ、X'0800', X'0801', X'0802'番地から順に命令フェッチを繰り返しているようです。

Universal Monitor MN1610の拡張(その1)

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なんか若松通商さんにMN1613, MN1613Aが入荷したようで...

最小限のD, G, Sコマンドだけ作ってそのままになっているUniversal Monitor MN1610をこの機会に少し拡張してみようかと思いましてMN1613ボードを引っ張り出してきました。

このボード久々に動かそうとするといつもご機嫌斜めなんですよね。今回も動作しないのでいろいろ調べているうちに、いつの間にか動き出すという状況でした。特にどこかを直したというわけではないのですが...

とりあえず動くようになったので原因究明は後回しにしてプログラム変更に取り掛かります。

まずはHEXファイルをロードするLからです。

MCS8085でUniversal Monitor

MCS8085でUniversal Monitorを動かそうとするとネックになるのは以下の二点です。

一つ目はUART機能が無いこと。シリアルI/O用としてSID, SODが引き出されているのでソフトウェアUARTを実装する必要があります。

二点目はROM容量が2kBと小さいこと。現状のUniversal Monitor 8080は約2.5kBのROMを必要としますから二割ほど減らさなくてはなりません。

これらの点を何とか解決できれば動かせそうです。

まずはソフトウェアUARTですが、基本的にはCOSMACのソフトウェアUARTをそのまま8085に移植しました。

ロジックができたら1ビットの時間を合わせます。SIDから読んだビットをそのままローテートしたりできて条件分岐の必要が無いのでクロックを数えるのはCOSMACより楽ですね。分岐があるとルートごとのクロック数を揃えなくてはなりません。

μPD78C10ボード(ソフトウェア編)

ボードが出来たら当然次はソフトウェアを何とかしなくてはなりません。

いつものようにUniversal Monitorを移植することにします。

こういうのってCなどの高級言語か擬似コードを元にアセンブリ言語に変換していくのが一般的なのかもしれませんが、私の場合は似たプロセッサ向けのアセンブリ言語のソースを見ながら直接アセンブリ言語で書き下ろしています。

元にしたソースのバグを発見したり、最適化を思いついたりすることもありますね。ある意味コードレビューしているようなものですから。

今回は8080用を元にしていて、現時点でD(ump), S(et), G(o), L(oad), P(unch)の各コマンドが動いています。ここまでで感じたことをあげてみます。

  1. ニーモニックは8080にそっくりなものが多い。SHLD, LXIなど

INS8073のROMを読む(続き)

前回、ROM内のコンソールからの1文字入力ルーチンは0x092Bではないかという予測が立ちました。これをもう少し確認してみます。

まず0x0020~0x003FまでのCALL命令のベクタには0x092Bは登場しません。

それではJSR 0x092Bはどこかにないか、と探してみると1箇所だけありました。1箇所からしか呼ばれないなら貴重なCALL命令のベクタを割り当てないのも納得がいきます。

例によって付近を逆アセンブルしてみます。

INS807xにモニタを移植

前回書き始めていたモニタですが、いつものようにD(ump)コマンドが動くころには慣れてしまって残りはサクサク進み基本的なD,G,S,Lコマンドはすぐにできました。今回はちょっとわけあってP(unch)コマンドも追加しています。

SC/MP(I と II)とは以下のような相違点があります。

  1. 16ビット演算命令
    これ自体は便利でありがたいのですが、キャリ/ボロー込みの加減算命令がなくなってしまいました。モニタには必要ありませんでしたが、16ビットを超える演算は相当面倒になると思われます。条件分岐がAレジスタ(下位8ビット)でしかできないのも意外に不便です。
    SC/MPでは16ビットの値をメモリとやり取りすることがなかったのでエンディアンの概念がありませんでしたが、SC/MP IIIはリトルエンディアンです。
  2. スタックとサブルーチン
    サブルーチン呼び出しの機能が追加されたのは助かります。同時に長距離ジャンプも追加され、4kBページの制約も解消されています。

SL1960の判別

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Z8S180 SL1960の最後で判別する方法を探すと書きましたが、とても簡単でした。

1992年の"Volume I Databook"にはZ80180とZ8S180の違いの記載があり、まだ新版が出るはるか前なので、Z80180(HD64180Z)とZ8S180 SL1960の相違点がわかります。

一方テクニカルノートTN005301-0506にはSL1960と新Z8S180の相違点が載っています。

この2つを参考にSL1960の判定を追加してみました。以下のコードはOMCRによってZ80180以降と判定されたところからです。

L(oad)コマンドとH8/SHのSCI

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忘れていましたがSuperH版とH8/300版からUniversal MonitorのL(oad)コマンドの仕様を変更しています。

  1. これまでサポートしているレコード(Intel HEXの00,01・S recordのS1,S9)以外の動作は不定でしたが、未サポートのレコードは読み飛ばすように変更しました。チェックサムの確認も行なわれません。
  2. S recordの24ビットアドレス(S2,S8)と32ビットアドレス(S3,S7)を新たにサポートします。

1.はすべてのプロセッサに、2.は64kBを超えるメモリ空間を持つプロセッサに展開したいところですね。

あとIntel HEXの02,04レコードも対応したいところです。セグメントの02は8086系以外ではあまり意味がないでしょうから8086版のみ、32ビットリニアアドレスの04は上記2.と同じように64kBを超えるメモリ空間を持つプロセッサで対応すれば良さそうです。

さて、この新仕様のL(oad)を先に実装したSuperHでテストをしていた時です。

SH7045ボードを動かす(ソフトウェア編)

なんとかSCIが動くようになったのでUniversal Monitorの移植に取り掛かれます。

SuperHファミリはここで取り上げるプロセッサとしてはモダンな部類ですが、アセンブリで書くとなるとかなり癖が強いですね。慣れるまでは結構てこずりました。

移植の過程で気になった点をいくつか上げてみます。

定数の制限

SuperHの大きな特徴の一つはすべての命令が16ビット長ということです。これはオペコード部の長さではなくオペランドを含めても16ビットということですから、大きな値やアドレスを持つことができません。

即値は一部の命令で8ビットのものがありますが、さすがに8ビット程度では意味がないので絶対アドレッシングは存在しません。

Z280固有の初期化(その1)

Z280は特別な初期化をしなくても高速なZ80として動作するので何もしていませんでしたが、Z180の初期化を加えたのでZ280でもやってみました。ゆくゆくはトラップの対応などもやってみたいと考えています。

以下はCPU判別でZ280であると判定されたところです。

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