同期切換式ロムエミュレータ

走行中に書換えのできるロムエミュレータ

目的

　Synchronized Paging ROM Emulator(以下 SPRE)は次の目的の下に製作される。

ほどほどの機能を持ち、最低のコストで完成すること。
とりあえず動くこと。;;(^_^)

動作説明

　ターゲットの動作中にエミュレーションメモリを書換えるには、ターゲットがメモリをアクセスしていない時に書換えを行えばよい。しかしながら、そのような期間を検出するのは非常に困難であるし、たとえ検出できたとしても数百ナノ秒の時間で書換えを完了しなければならない。

そこで、ターゲットがメモリをアクセスした直後(/CS)の立ち上がり) から、数十ナノ秒はターゲットが計算中であるためアクセスが絶対ないと仮定し、エミュレーションメモリを２ページ用意して、その数十ナノ秒の期間に切換えてしまおうという訳である。切換えるだけならば、その数十ナノ秒で充分完了できる。

これならば、選択されていない方のページは低速なシステム(セントロI/Fを介したホスト)からでも容易にアクセスが可能になる。

　ホストとのインタフェースにはセントロニクスを使用している。セントロニクスを使用する事により、制御用マイコンの搭載を不要とし、コストを抑えることができる。

コントロールレジスタ部

　プリンタポートは出力８ビット, 入力１ビット(PC98の場合)しか無いので、SPREへのデータ転送はビット単位とし、レジスタ番号２ビット, ビット番号３ビット, ビット情報１ビットの合計６ビットを操作し、４バイトのコントロールレジスタを操作する。 SPREからのデータ転送はシリアル転送とし、シフトレジスタをコントロールレジスタ上のクロック, ロードビットにて操作し１バイトのデータをリードする。

　また、オーバーシフトしてリードする事により、ターゲット電源, カレントページ値を得ることができる。また、リセットＳＷは、全てのレジスタをクリアし、ＲＯＭをセレクトした状態に初期化する。

　レジスタは最高 16まで増設できるので、16 BITや 128KB化にも容易に改造できる。

[セントロ入力]
ビット	      機能(全て反転値)
-------------------------------------
bit 0	データビット /d0
bit 1	ビット番号   /b0
bit 2	ビット番号   /b1
bit 3	ビット番号   /b2
bit 4	レジスタ番号 /r0
bit 5	レジスタ番号 /r1
bit 6	未使用
bit 7	未使用
/STR	データ書込み(UP edge)
BUSY	受信データ


[SPRE内部レジスタ]
レジスタ番号		機能
-----------------------------------------
　　０		アドレス(a0 - a7)
　　１		アドレス(a8 - a15)
　　２		データ(d0 - d7)
　　３		コントロール


[レジスタ＃３ コントロール]
ビット		       機能
------------------------------------------
bit 0	シフトレジスタ クロック(UP edge)
bit 1	シフトレジスタ ロード(Lo)
bit 2	メモリーライト(UP edge)
bit 3	未使用
bit 4	シフタ SER入力. 0: 電源, 1:ページ番号
bit 5	ページ切換えクロック(DOWN edge)
bit 6	ROM/RAM切換え 0: ROM, 1: RAM
bit 7	ページ番号 0: PAGE#0, 1: PAGE#1

メモリーマルチプレクサ, 制御ロジック部
　切換え関連のデバイスは遅廷を抑えるため 74AC(T)タイプを使用し、S-RAMも高速タイプ(80ns) を使用した。バスバッファなどの遅廷も含めて大体 120nsの ROMに相当するスピードを得られる。
　メモリ切換えは、ターゲットの動作中に切換えるため、全てターゲットの /CSに同期して行なう。ターゲットが絶えず /CSを発行する訳ではないので、ホスト側で強制切換えができるようにしておく。

実際の製作

回路図

　なにしろ配線が多いので、部品の配置, 向きなどはよく考えなければならない。加島の場合は 150mm x 100mm の基板を使用したので、配線量の割には部品密度が高くなってしまい、配線がまるでモータの電磁石の様になってしまった。

　パスコン(0.1μF)は IC ２個に１つ以上必ず取り付けること。当初、パスコンをケチって付けないで動かしたら、見事に誤動作した。

　当初の設計では、セントロ入力はフォトカプラでカップリングしていたが(別添の写真では TLP521 が付いていますね)、転送速度が遅くなるのと、PC98では SPREからのデータが受信できないという事もあって、パスした(高速のカプラは高価)。

参考文献

トランジスタ技術 Jul.1994 p376
PC98のプリンタ端子に接続する簡易型 ROMライタの製作/奥村哲雄氏

E-mail to

kashima@keisei.tsukuba.ac.jp

NAG03325 in NIFTY-Serve

E-mail	-- LINK FREE --
HOME		LAST