TK80/BS floppy reboot

ＴＫ８０／ＢＳの

シンセシステムを復活／拡張したい～

その４７

ＳＢＣ８０８０ボードを使った
ＴＫ８０ＢＳ互換機の作製

２０２０年
１月１８日
秋月で購入したＴＫ８０ＢＳ互換機の部品が届きました。２ＷのＤ級アンプとパネル取り付け用の部品です。ＤＣジャック、ＲＣＡコネクタ、３．５ｍｍジャック、ＵＳＢ－Ａコネクタなどです。互換機をケースに入れるときに使う部品です。

ゲーム音用のＤ級アンプはスピーカの後ろに両面テープで取り付けました。ボリュームを取り付けて、動作確認を行いました。

Ｖｉｖａｄｏの調子が悪いです。ログ上ではプログラムが終了しているのに、ウインドの右上の矢印が回って、終了する気配がありません。以前にも何度か同じ現象が起きたのですが、そのときはＶｉｖａｄｏの再起動で復活していましたが、今回はＰＣを再起動しても直りません。この日はこのトラブルでほとんど作業ができませんでした。

１月１９日
Ｖｉｖａｄｏの不具合ですが、ＢＩＯＳでハイパースレッドをディゼーブルにしたところ、直りました。さくさくコンパイルできます。先週まで動作良好だったので不思議です。

Ｖｉｖａｄｏの調子が戻ったので、８２５１を使ってテープＩ／Ｆを実装します。ＧｉｔＨｕｂから探してここが見つかりました。ｄｅ０＿ｕａｒｔ．ｖが”ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ８２５１”となっています。ボーレートを１２００ｂｐｓ、ストップビットを２に設定しました。モニタのＳＴコマンドを使って動作確認しましたが、シリアル出力が始まりません。

ｖｅｒｉｌｏｇのロジックを確認したところ、ステータスレジスタのビット定義がオリジナルの８２５１と異なっていました。８２５１のデータシートを参考に下のように変更しました。８２５１のデータシートはここにあります。

ステータスレジスタを修正するとＳＴコマンドが動作するようになりました。このコマンドはシリアルポートにインテルＨＥＸ形式でデータが出力され、同時に画面にも表示されます。

テープＩ／Ｆといっても変調／復調回路は無く、ＴＴＬレベルのＵＡＲＴです。ＴｅｒａＴｅｒｍで受信します。表示されたインテルＨＥＸをテキストにコピーして、ＨＥＸファイルにします。

今度はＨＥＸファイルをＬＴコマンドで読み込んでみます。ＴｅｒａＴｅｒｍのファイル転送を使います。

即、リードエラーになりまた。何十年かぶりに、この悪夢の”テープリードエラー”のメッセージを見ました（笑）。ＳＴコマンドをテープレコーダに録音した時と、データをファイル転送した場合では文字間の遅延時間が異なるため、エラーになっていると思われます。ＴｅｒａＴｅｒｍのシリアルポートの設定で送信時のバイト毎のディレイ（３０ｍＳｅｃ）と改行時のディレイ（３０ｍＳｅｃ）を設定すると、読み込みに成功しました。

しかし、長いデータでは途中でエラーとなりました。ＴｅｒａＴｅｒｍ側のディレイ値を大きくしても、エラーは無くならないので、別の原因と思われます。継続して調査します。

続いて、キーボードのＢＲＥＡＫキーの続きです。先週はＢＲＥＡＫキーが押されたら単にＩＮＴパルスを出すだけでしたが、本家と同じく、Ｄ－ＦＦを使って割り込みのクリアを行ってみます。ＰＳｏＣ内にＤ－ＦＦを実装して、ＢＳからのパルスでクリアするように変更しました。動作確認をすると、制御レジスタからのＢＲＥＡＫは出ているのにＩＮＴが出ません。Ｄ－ＦＦの仕様を確認するとＣＬＲ端子は正論理でした。

ＣＬＲ端子のインバータを削除して、以下のように修正しました。Ｄ－ＦＦからＩＮＴが出るようになりました。

割り込みルーチンの先頭でポートＣの６ビットでクリアパルスが出力されるはずですが、出力されていませんでした。８２５５のロジックを確認すると、モード１のポートＡが入力の時にポートＣの上位の設定が出力に設定されず、入力のままとなっていました。赤枠のように修正しました。

修正後、割込から約３０ｕＳｅｃ後にクリアパルスが正常に出るようになりました。

クリアパルスの幅は約９ｕＳｅｃです。

ＰＳｏＣのＩＯ電源はＶＤＤＩＯ２のみ３．３Ｖに改造してあるので、赤枠のみＦＰＧＡに接続できます。ＩＮＴ出力とクリア入力はＰ１２の４と５に変更しました。

１月２５日
デジカメを変更しました。２００３年ころに買ったＤＳＣ－Ｆ８２８からハンディカムに変えました。ＤＳＣ－Ｆ８２８は動画がＶＧＡしか撮れないので、流石に古いです（笑）。

ＰＳｏＣ５ＬＰのＰＳ／２キーボード変換にヒストリ機能を実装します。Ｂａｓｈを参考に、Ｃｔｒｌ－ｐとＣｔｒｌ－ｎで過去に入力したキー入力を引き戻せるようにします。

１月２６日
完成したヒストリ機能の動作確認を行います。２つのコマンドを入力した後で～

Ｃｔｒｌ－ｎ入力でヒストリを進みます。”：０１”はヒストリ番号です。

Ｃｔｒｌ－ｐで戻ります。”：００”はヒストリ番号です。

エンターキーでヒストリ番号が消え、もう一度エンターキーで実行されます。赤枠が引き戻したコマンドです。この時バックスペースを使って入力を変更できます。使える制御コードが抹消とバックスペースのみなので、ヒストリのリスト表示などはできません。

ＴＫ８０ＢＳ互換機用のアルミケースを購入しました。タカチのフリーサイズのアルミケースです。サイズは１ｍｍ単位で指定可能です。互換機のボードは９０度左に回転させて組込みます。フロントパネルが単体にならないので、レーザー刻印は使えません。コーナーに弾力性のあるガード兼足が付いています。

先週のテープＩ／Ｆのロード時のエラーの続きです。セーブとロードの転送速度を確認しておきます。はじめにセーブ時（互換機－＞ＰＣ）のタイミングです。９ビットで７．５２３ｍＳｅｃです。

セーブ時の転送速度は１１９６ｂｐｓです。

続いて、ロード時（ＰＣ－＞互換機）のタイミングです。９ビットで７．４２７ｍＳｅｃです。

ロード時の転送速度は１２１２ｂｐｓです。セーブとロードの誤差は９８．７％で、調歩式は４％くらいまで許容するので問題無いです。

モニタの逆アセンブルリストでテープリードエラーを出すコードを確認します。ステータスレジスタを回転させてキャリーにフラグを出して確認しています。

８２５１のステータスレジスタを確認します。オーバランとフレーミングエラーが起きた時にエラーとなっています。どちらが起きたかは現状では判定不可能です。モニタをＲＡＭ上で実行させられれば、ＲＳＴ命令を入れて判定可能です。ＦＰＧＡのロジックを再確認します。

本家のＢＳのキーボードもＰＳｏＣ５ＬＰを使って、ヒストリ機能が使えるようにしました。

２月１日
ＴＫ８０ＢＳ互換機の８２５１のテープインターフェースのリードエラーの続きです。モニタＲＯＭをＲＡＭにマップすることにより、ＲＳＴ７命令でプログラムをリアルタイムで停止できます。ＦＰＧＡのＲＯＭとＲＡＭの選択ロジックを修正して、ＦＰＧＡボード上のスライドスイッチでモニタエリアをＲＯＭ／ＲＡＭに切り替えられるようにしました。

モニタをＲＯＭで起動し、モニタ全体のＦ０００～ＦＦＦＦを例えば９０００にムーブした後、ＲＡＭに切り替えて、再度９０００～９ＦＦＦをＦ０００にムーブすれば、その後はモニタがＲＡＭでが動作します。停止したいアドレスのコードをＲＳＴ７（ＦＦ）にすれば、ソフトウェア割り込みが発生して、モニタの管理下で停止します。

ＲＡＭに変更後は任意の命令に変更可能なので、テープのリードプログラムを修正して、フレーミングエラーとオーバーランエラーの分岐先を変えて、その先のコードをＲＳＴ７（ＦＦ）にします。

ＡＳＣＩＩの’０’のみのＨＥＸファイルを作成してＬＴコマンドでテストします。複数回、８００９番地の表示で停止しました。これは８００８番地のＲＳＴ７の次の番地を表していて、この番地はフレーミングエラーが発生した時です。

２月２日
リードエラーの原因はフレーミングエラーと分かったので、関係していそうな８２５１ロジックの内部信号をＦＰＧＡの外に出して、アナログディスカバリのロジアナで確認します。

下はエラー無しの時の波形で、ステータスレジスタをポーリングし、受信データがあればデータをリードし、Ｄ＿ＲＥＡＤＹが下がっています。

下はエラーの時の波形です。ロジアナのトリガはオーバーランですが、エラーの発生は１つ前のリードです。エラー発生で受信データのリードを行わないので８２５１＿ＣＳが出ていません。

上記を拡大してみます。Ｄ＿ＲＥＡＤＹもデータレジスタのリードで０に戻るので、クリアされず１のままです。その後の１バイト転送でオーバーランが立ち、ロジアナのトリガが成立しています。フレーミングエラーの元になるＤ＿ＦＲＡＭＥ信号は１０ピット（スタートビット：１、データ：８、ストップビット：１の合計１０ビット）読んだところで０になっていて、フレーミングエラーは発生していません。

ＲＯＭライタ用のノートＰＣをネット通販で購入しました。今使っているＸＰのノートが最近立ち上がらない時があり、シリアルポートの付いている中古を探しました。ＨＰのビジネスモデルのようで、テンキーが付いています。キートップは結構剥がれていて、バッテリも完全に充電不可です。

Ｗｉｎ７の３２ビットです。メモリ４Ｇ、ディスク３２０Ｇです。１万２千円でした。交換用のキーボードとバッテリはヤフオクで発注済みです。

こちらは、ＴＫ８０ＢＳ互換機のパネルのレタリング用シールシートです。Ａ４サイズのつや消し透明のレーザプリンタ用です。

互換機をケースに入れる時に使う、ボードガイドを作製します。アクリル棒にフライス盤で２ｍｍの溝を入れます。６個作製しました。

アクリル棒は以前に産業廃棄物で捨てられていた部品で、コの字部分を切り取って、棒状にしました。

テープリードエラーの続きです。８２５１がフレーミングエラーになるのはロジックの不具合ではなさそうなので、他の部分のロジックを再確認したところ、データバス出力の条件がアドレスのみになっていて、肝心のところがコメントに落ちていました。これを修正したところ、正常動作するようになりました。平安京エイリアン（８８００～９ｂ２ｆ番地）もＴａｒａＴｅｒｍからエラー無しでロード可能になりました。ただ、画面のスクロールに３５ｍＳｅｃ程度掛かっているので、ＴｅｒａＴｅｒｍの１文字送信間隔も３５ｍＳｅｃに設定する必要があり、セーブ時に比べて、かなり遅いです。

テープのＨＥＸファイルは途中に改行が入っていても普通に読めることが分かりました。ＴｅｒａＴｅｒｍの１文字送信時の待ち時間設定を１ｍＳｅｃにして、改行時を３５ｍＳｅｃにすると、かなり高速化できます。次回、２４００／４８００ｂｐｓも動作確認してみます。

現状のブロック図です。このうち、完成していないのはグレー破線の拡張インターフェース部のみです。