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ROMシーケンサ

 
　ROMシーケンサは、CPUのようなマイクロプロセッサを
　実現する場合のマイクロプログラムを生成するために
　使います。

　マイクロプログラムは、カウンタを使った制御信号を
　生成するシーケンサの変形です。
　プログラムと称されていますが、ソフトウエアではなく
　ハードウエアです。

　ROMとして2732を利用した回路は、以下。




　２ビットジョンソンカウンタを利用し、ROMのnOEと
　レジスタへの情報記憶トリガーを生成します。
　ROMのアドレスは、ROMに格納された情報になります。

　ROMのアドレスと格納された４ビットの情報を次の
　ようにすると、どんなことが起きるかを考えます。

           AAAA          DDDD
           3210          3210
address = "0000" data = "0001"
address = "0001" data = "0010"
address = "0010" data = "0011"
address = "0011" data = "0100"
address = "0100" data = "0101"
address = "0101" data = "0110"
address = "0110" data = "0000"

　リセット後、レジスタの出力は"0000"で、これがアドレスに
　なります。クロックが入るとROMからのデータは"0001"になり
　クロックが入るたびに、＋１された値がレジスタに格納されて
　いきます。

　アドレスが６のときには、ROMの出力が"0000"になるので
　レジスタの下位４ビットは、０→１→...→６→０→１→
　と繰り返し。

　リセット後に、０から６を繰り返すので７進数カウンタを
　構成したのと等価。

　７進数カウンタは、７ステートをもつシーケンサと等価なので
　ROMの出力の上位４ビットに値を設定すると、７ｘ４＝２８通り
　の信号を出力できることになります。

　上位４ビットを加えてみます。

           AAAA          DDDD   DDDD
           3210          3210   7654
address = "0000" data = "0001" "1001"
address = "0001" data = "0010" "0001"
address = "0010" data = "0011" "1010"
address = "0011" data = "0100" "0010"
address = "0100" data = "0101" "1101"
address = "0101" data = "0110" "0101"
address = "0110" data = "0000" "1000"

　アドレスとデータの上位４ビットだけをタイミングチャート
　にすると、以下。




　７ステートの中で、上位４ビットの変化は
　他のビットと無関係にできます。データ間
　での依存関係を持たないことも可能ですし
　依存関係を持たせることもできます。

　ROMシーケンサでは、カウンタを構成しつつ
　カウンタの値をステートにし、ステートに
　おける値を好きなように設定できます。

　４ビットに信号生成で不足する場合、以下の
　回路を利用します。




　16ビットを上位にデータ、下位にアドレスを格納して
　最大２５６アドレスを利用できます。ROMサイズには
　５１２バイト以上であれば使えます。

　全アドレスを利用することはないですが、２５６バイト
　分の情報を出力できるので、一般的な処理には不足は
　ないと思います。

　制御回路は、バイナリーカウンタをベースにしたシーケンサ。
　このシーケンサで、SRラッチを使い、nOEとROMのA0を制御し
　８ビットのレジスタのためのトリガーを生成。

　カウンタ出力値で、何をしているのかを示してみると、以下。

counter = "0000" → nothing
counter = "0001" → nOE='L' A0='L'
counter = "0010" → confirm signal level with delay
counter = "0011" → latch 8 data(signal information)
counter = "0100" → A0='H'
counter = "0101" → confirm signal level with delay
counter = "0110" → latch 8 data(address)
counter = "0111" → nOE='H'
counter = "1000" → reset counter

　シーケンサはカウンタを使うので、クロックジェネレータから
　の出力をLEDで確認できるようにしました。点滅していますが
　周期が短いので、点灯したままに見えます。

　ROMライターは、以下を利用。




　ROMライター用のデータ生成は、各種のアセンブラを利用
　しておきます。Z80や6809のアセンブラは、フリーで入手
　可能なので、データをバイトで生成するようにします。
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