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ROMチェッカー

　手元に8kバイトのROMがあるので、カウンタをシーケンサに使い
　内部データを１ワード＝16ビットでチェックするツールを作成。

　回路図は、以下。



　16ワード（＝32バイト）の内容をシーケンサを利用して、ROMから出力。

　各ICの役割を説明します。

　4017

　　シーケンサとして使っています。

　　０から９ステートの役割は、以下。

state 0 dummy
state 1 send senor trigger (latch external informations)
state 2 send reset signal (reset RS latch)
state 3 send lower data latch trigger
state 4 send reset signal (set RS latch)
state 5 send upper data latch trigger
state 6 send trigger to external circuit
state 7 dummy
state 8 dummy
state 9 reset counter

　　4017は、０から９をカウントしていますが
　　ステートごとに論理値の'1'を出力。

　　タイミングチャートでは、以下となります。



　74LS374(left hand)

　　16ビット分のデータを保持しておくために、外部から
　　ワード用アドレスを与えます。

　　ワード用アドレスを記憶しておくため、74LS374を使います。

　4013

　　ROMには、A0からA8のアドレスを与えていきます。

　　A1からA8はワード用の０から２５５です。

　　A0はワードのうちの下位と上位を切り替えるため
　　RSラッチから、０か１を出力。

　　０出力か１出力かは、シーケンサ用カウンタの4017からの
　　制御信号で指定します。

　　片方のＤタイプフリップフロップは、システムクロックの
　　DUTY比を50％にするために利用。

　74LS374(right hand)

　　各レジスタは、１バイトのデータを記憶。

　　データ記憶のためのトリガーは、4017から与えられます。

　半田付けすると、以下。




　独立して動かせるように、4584による発振回路を入れました。

　ROMチェッカーの回路を発展させると、コンピュータの
　命令を引き出す instruction fetch 回路になります。

　８ビットで命令が賄えない場合、16ビットまでに
　拡張して利用できます。

　16ビット出力のROMがあれば、32ビットまでに拡張できます。

　ROMにパターンを入れるため、インテルのHEXファイルを利用します。

　どういうパターンを入れるのかは、テキストファイルで
　次のように指定します。

0 0 1 0
0 1 3 2
0 2 5 4
0 3 7 6
0 4 9 8
0 5 11 10
0 6 13 12
0 7 15 14
0 8 17 16
0 9 19 18
0 10 21 20
0 11 23 22
0 12 25 24
0 13 27 26
0 14 29 28
0 15 31 30
1 0 10 11
1 1 12 13
1 2 14 15
1 3 16 17
1 4 18 19
1 5 21 20
1 6 23 22
1 7 25 24
1 8 27 26
1 9 29 28
1 10 30 31
1 11 32 33
1 12 34 35
1 13 36 37
1 14 38 39
1 15 40 41

　１行に上位、下位のアドレスを４ビットずつに並べ
　続けて、データを２個並べます。

　アドレスは９ビットなので、５１２バイト分のデータを
　テキストファイルに用意して、それをHEXファイルへと
　変換できるようにしておきます。

　テキストファイルから、インテルHEXファイルへと変換する
　ために、AWKのスクリプトを利用します。

　スクリプトの内容は、以下。

# bit inverse
function xinverse(x) {
  # default
  result = 0 
  # judge
  if ( x == 0 ) { result = 1 }

  return result
}

# 1's compliment
function bnot(x) {
  # copy
  tmpx = x
  # separate
  x0 = int( tmpx % 2 ) ; tmpx = tmpx / 2 ;
  x1 = int( tmpx % 2 ) ; tmpx = tmpx / 2 ;
  x2 = int( tmpx % 2 ) ; tmpx = tmpx / 2 ;
  x3 = int( tmpx % 2 ) ; tmpx = tmpx / 2 ;
  x4 = int( tmpx % 2 ) ; tmpx = tmpx / 2 ;
  x5 = int( tmpx % 2 ) ; tmpx = tmpx / 2 ;
  x6 = int( tmpx % 2 ) ; tmpx = tmpx / 2 ;
  x7 = int( tmpx % 2 ) ;
  # inverse
  x0 = xinverse(x0) ; x1 = xinverse(x1)
  x2 = xinverse(x2) ; x3 = xinverse(x3)
  x4 = xinverse(x4) ; x5 = xinverse(x5)
  x6 = xinverse(x6) ; x7 = xinverse(x7)
  # calculate
  result = 0 ;
  result = result * 2 + x7 ; result = result * 2 + x6
  result = result * 2 + x5 ; result = result * 2 + x4
  result = result * 2 + x3 ; result = result * 2 + x2
  result = result * 2 + x1 ; result = result * 2 + x0

  return result
}

BEGIN {
  res = 0
}
{
  adr = ($1 * 16 + $2) * 2
  ln  = NR - 1
  r = ln % 8
  # show address
  if ( r == 0 ) {
    # data size
    res = res + 16
    # address
    res = res + (adr / 256) + (adr % 256)
    # 2 data
    res = res + $3 + $4
    # show
    printf(":10%04X00%02X%02X",adr,$3,$4)
  }
  # add check sum
  if ( r == 7 ) {
    # add
    res = res + $3 + $4
    # calculate check sum
    result = bnot(res % 256) + 1
    # show
    printf("%02X%02X%02X\n",$3,$4,result)
    # prepare next
    res = 0
  }
  # others
  if ( r != 0 && r != 7 ) {
    # add
    res = res + $3 + $4
    # show
    printf("%02X%02X",$3,$4)
  }
}
END {
  printf(":00000001FF\n")
}

　８行ごとに16個のデータをまとめています。

　AWKでは、NR(Number of Recode)でいくつ目のデータを
　処理するのかを指定できるので、０から７の範囲に限定
　して、動作を記述しました。

　８行ごとに処理するので、８の倍数の行数でまとめた
　パターンをHEXファイルへと変換できます。

　次のようにI/Oリダイレクトを利用して生成。



　生成したHEXファイルの内容は、以下。

:10000000010003020504070609080B0A0D0C0F0E78
:10001000111013121514171619181B1A1D1C1F1E68
:100020000A0B0C0D0E0F10111213151417161918B8
:100030001B1A1D1C1E1F20212223242526272829A8
:00000001FF

　出来上がったHEXファイルは、ROMライターに渡せば
　指定パターンを格納したROMが出来上がります。

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