電子ブロック工房

半導体としてトランジスターのみを使ったCPUを作成中。NAND6TRと名付けている。写真は、クロック作成部まで完成したところ。

<トランジスターCPU、NAND6TRの全回路図 のつづき>

MOSFET-Nを53個用いて、3つのFFを持つジョンソンカウンターを作成した。現在作成中のトランジスターCPUのクロックシグナルを制御する、大元になる部分の回路。



トランジスターを用いた回路設計がうまく行っているように思えるので、CPUの回路全体を近々公開しようかな。

コンピューターの原理を考える上で、フリップフロップ(FF)の理解は欠かせない。FFの安定動作は、CPU全体の安定動作に必須の条件だ。トランジスターでどの様に回路を組めば、FFが安定して動作するかを考察・実験してみた。

ほぼ出来上がっているトランジスターCPUの回路に於いて、FFはすべて、DタイプFFとして実装している。そこで、D-FFをブレッドボード上に構築して、予想したとおり動作するかどうかを、実験した。

<NMOSで作ったD-FF のつづき>

KM-BASIC for MIPSは、PIC32MX上で動く整数型BASICコンパイラーです。ケンケンさん作成のPIC32テレビゲームシステム(以下、PIC32TVGS)上で動くアプリケーションとして作成しました。表示はテキストのみですが、カラーでの表示が可能です。BASICプログラムを機械語コードにコンパイルしてから実行するので、高速な動作が特徴です。SDカードに複数のBASICプログラムを入れておき、PIC32TVGSの選択画面で選択して実行することが可能です。SDカード上のファイルの配置方法については、ダウンロードファイルのreadme.txtを参照して下さい。記事の最後に、ダウンロードのためのリンクがあります。

<KM-BASIC for MIPSの紹介 のつづき>

演算がNANDと左シフトのみが可能な、6ビットCPUを考えてみた。

ここのところ、PICやLPCなどの組込みマイコンと、MZ-80Kの話題ばかり続いたが、このブログは本来、副題にもあるとおり「IC・トランジスタで出来たコンピューターを設計・製作する」ためのもので、久々にその初心の話。

NANDの組み合わせだけですべての論理演算が可能であるのはよく知られていることであり、初期のコンピューターの中には、このロジックで作成されていたものもあったらしい。

ということは、CPUで使える演算子としてNANDだけを用意しておけば良いはずで、あと、上位ビットと下位ビットとの間での情報のやりとりとして、シフト演算（左シフト）があれば、すべての演算が行える。加えて、条件分岐できれば、CPUとしての体裁が整うはずである。

この、必要最小限の機能を持ったCPUを如何にシンプルな構造で構築するかというのを、この1－2週間考えていた。

<NAND型 CPU のつづき>

先日公開した、Console 810の技術的なことに関するノート。特徴は、以下の通り。

・NXPのDIP-8の石、LPC810を使用
・モニター出力はNTSCビデオ信号
・キー入力はPS/2キーボード
・9600 bpsでのシリアル入出力

<LPC810を使ったコンソール（技術編） のつづき>

Console 810を紹介します。

Console 810は、NXPの８ピンdipパッケージの３２ビットマイコンである、LPC810を用いた、シリアルコンソールです。次の特徴があります。

・ 英数字を横３２文字、縦２４文字表示する、キャラクターディスプレイ
・ NTSCビデオ信号を通じて、モニターに文字を表示
・ PS/2 キーボードを接続可
・ 9600 bpsでの、シリアル入出力を実装
・ DIP-8の石を用いた省スペース設計
・ 外付け部品は、電源・コネクター以外は、パスコンと５つの抵抗だけ
・ ライセンスはLGPL

<LPC810を使ったコンソール（紹介編） のつづき>

ケンケンさんのPIC32MX用SDカードブートローダー（＋カラーNTSC出力）用に、整数型BASICコンパイラーを作成することにした。仕様は、以前にMZ-80用に作成したKM-BASICと同じに。必要最小限の仕様。SDカードにBASICのソースコードをテキストファイルで置いておけば、それをコンパイルして即実行するような物を考えている。

９割以上出来上がっているのだが、最後に、RAM上のプログラムの実行権限を得るところで手間取っていて、公開は次の週末以降になる見込み。ここでは、基本的な構造に関する覚え書きなど、記しておく。

<MIPS用BASICコンパイラーを制作中 のつづき>

ケンケンさんのSDカードブートローダーは、PIC32MX150F128Bを搭載した、SDカードのアクセスとカラーのビデオ出力(NTSC)が可能な、ゲーム用のシングルボードコンピューターである。hexファイルをSDカードに書き込むことで、様々なアプリケーションを読み込んで実行することが可能な仕様だ。これ用のアプリケーションを色々と考えるのは、PIC使い(最近はPIC32ばかり)の私にとっては凄く楽しい。

このブートローダーは24KBの大きさがあり、SDカードへのアクセスとカラーのキャラクターディスプレイの機能がすべて含まれている。アプリケーションを作成する場合、これらの機能が使えるようになれば、色々と応用が利くし、バイナリーのサイズも小さく抑えることが出来る。

そこで、アプリケーション側から、ブートローダーのSDカードアクセスと、カラー・キャラクターディスプレイのコードを呼び出して、これらの機能を簡便に使うことが出来るようにしてみた。

<SDカードブートローダー用API のつづき>

KM-Z80 gameは、ケンケンさん製作の、SDカードブートローダー用のソフトウェアで、MZ-80K互換機で動くゲームを楽しむための物です。

MZ-80K用のゲームは、例えば以下のサイトでフリーで配布されています。
http://www.retropc.net/mz-memories/mz700/
http://www.maroon.dti.ne.jp/youkan/mz700/zeplis/

これらのファイルをSDカードから読み込んで楽しむことが出来ます。

<KM-Z80 gameの紹介 のつづき>