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プログラミング

MN1613でマンデルブロ集合

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前回DC擬似命令で浮動小数点数を扱えるようになったのでテストを兼ねてASCIIART(マンデルブロ集合)を描かせてみました。


元はBASICのプログラムですがアセンブリ言語で書き直しました。16ビット整数や浮動小数点数がそのまま扱えるからか8ビット時代にアセンブリ言語で書いていて感じた面倒さはあまりなくスラスラ書けますね。

計算範囲と条件は はせりん@haserin09 さんの「番外編:ASCIIART(マンデルブロ集合)ベンチマーク」に合わせています。

実行してみたところ9600bpsのシリアルが足を引っ張っているように感じたので、計算はするけど画面出力を止めたバージョンも作って比べてみました。

ASに新CPU対応を(続編)

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ちょうど2年前にASのMN1613対応を行ないましたが、セグメント関係と浮動小数点関係が積み残しになっていました。

今MN1613が話題になっていることでもあり対応方法を考えていたのですが...

先日のUniversal Monitorの拡張を行なう中で他にも機能不足を感じる点が出てきました。

      29/     80F : 5374 7269 6E67      	DC	"String",CR,LF,0
              812 : 000D 000A 0000    

これは意図した結果ではありません。STROUTルーチンはバイト単位で取り出して処理するのでこのように途中に"00"が入るとそこで終了してしまいます。

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

ASをCP-1600対応に

CP-1600を実際に動かしてみるとなると問題になるものの一つとして開発環境をどうするかというのがあります。

ざっと探してみましたが使えそうなアセンブラが見当たりません。

Cコンパイラなどが無いのはともかく、アセンブラも無いのはさすがに困ります。いくら昔を懐かしむといっても今さらハンドアセンブルはしたくありません。

というわけで以前ASをMN1610対応させたようにCP-1600対応のコードジェネレータを書いてみました。

16ビットワードマシンであることなどMN1610に似ている点もあり、基本的な枠組みはMN1610とほぼ一緒です。

続いて各命令のデコーダを書いていきますが、結論から言うととても楽でした。

INS8073のBASICで独自のコンソールを使う

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前にBASICの持つコンソールルーチンをモニタから使用する方法を書きましたが、今度は逆に独自に用意したコンソールルーチンをBASICに使用させる方法です。

こちらは一応マニュアルにも載っている公認の機能です。

マニュアルの情報不足と誤りのせいでROMを読むまでは動かせませんでしたが...

ということでINS8073のコンソールの設定方法についてまとめておきます。

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。

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