ＴＫ８０／ＢＳの
シンセシステムを復活／拡張したい〜
その４９
ＳＢＣ８０８０ボードを使った
ＴＫ８０ＢＳ互換機の作製
２０２０年
２月２９日
ＴＫ８０ＢＳのモニタプログラムの逆アセンブルリストから、再アセンブルできるソースを作成しました。左は元同僚先輩のＹさんに貰ったコメント付き逆アセンブルリストです。これを手持ちのアセンブラでアセンブルできるように修正して右側のソースを作りました。
・先頭部のアドレスと機械語をコメントに移動。
・$XXXXは0xXXXXに変更。
・stax XXXXはsta XXXXに変更。
・ldax XXXXはlda XXXXに変更。
・push aはpush pswに変更。
・pop aはpop pswに変更。
・ラベルは赤枠のようにL_xxxx(xxxxは絶対番地)を使用。
・開始番地の指定はORGを使用せず、リンカのコマンドで#CSEG=F000で先頭アドレスを指定。
などの修正を行い、再アセンブルできるようになりました。
下はアセンブラのリストファイルです。アドレスは０番地からのリロケータブルになっています。生成されたバイナリをコンペアしてモニタと差分がないことを確認しました。未使用領域が４６０バイト以上あり、簡単なコマンドであれば追加できます。
秋月で購入したフロントパネル用の６Ｐのトグルスイッチとプッシュスイッチ付きボリューム、ブザー用の圧電スピーカです。その他、半田付けグッズです。
仮の中点付きトグルスイッチを上記のスイッチに交換してＦＰＧＡまで配線しました。ボリュームもプッシュスイッチ付きに交換します。スイッチはＰＳ／２パラレル変換のＰＳｏＣのリセットに配線します。
フロントパネルのスイッチは左からＢＡＳＩＣのレベル切り替え、ＲＯＭ／ＲＡＭ切り替え、モニタのＲＯＭ／ＲＡＭ切り替え、キャラジネの切り替えです。キャラジネは擬似ＲＯＭフォントに切り替えられます。これらは実装済みです。ＢＡＳＩＣを使わず、ＲＡＭに設定すれば、８０００〜ＥＦＦＦがＲＡＭとして使えます。ただし、モニタのワークが８４ｘｘ番地にあるので、実質は８５００〜ＥＦＦＦの２６Ｋバイトです。赤枠のＳＹＳスイッチはモニタとＢＡＳＩＣの双方を擬似ＲＯＭに切り替えるスイッチですが未実装です。
マザーとボードをケースに戻して、動作確認を行います。動作良好です。
３月１日
電源スイッチ下の照光スイッチがフロントパネルのレタリングと違っていたので直しました。上からＳＢＣ８０８０のリセット、ＦＰＧＡの再コンフィギュレーションです。
先週のフロントパネルのアドレス／データＬＥＤが眩しかった件です。ＰＳ／２パラレル変換のＰＳｏＣにＰＷＭを追加して、ＬＥＤの輝度調整を行います。ＰＷＭ出力はＬＥＤドライバのＨＣＴ２４５のイネーブル端子に接続します。
輝度調整はキーのＣｔｒｌ−［とＣｔｒｌ−］にマップしました。左が最低時、右が最高時です。
各ボードにマザーボードから抜きやすいように、引き抜き用のワイヤを付けました。ボードエジェクタの代わりです。
拡張Ｉ／Ｆボードのケーブルを作製します。接続先は本家の拡張Ｉ／Ｆです。拡張Ｉ／Ｆにはフロッピコントローラ、グラフィックディスプレイコントローラ、下位メモリが接続されていますが、下位メモリはすでに互換機に載っているので、取り外して使用します。
リアパネルに拡張コネクタを仮止めして、各コネクタにラベルを貼りました。ラベルは透明黒字テープにした方が良さそうです。
互換機の電流を測定します。拡張Ｉ／Ｆボード無しの９Ｖ電源で、０．３７Ａでした。電力は３．４７Ｗです。フロントパネルの輝度を変えても電流ほとんど変化しませんでした。
３月７日
ＰＳ／２パラレル変換のヒストリ機能の動作が本家ＴＫ８０ＢＳと互換機で違う件です。ＰＳｏＣにＵＳＢケーブルを接続してデバッグします。本家の方が正しい動作で、微妙なタイミングで互換機の動作が異なってました。プログラムを修正して、双方で同じ動作になるように修正しました。
早速、本家用のＰＳｏＣにも新しいプログラムを書き込みました。
本家のＰＳ／２パラレル変換の動作確認をしていると、ビデオ信号が出なくなくなり、一瞬、本家ＴＫ８０ＢＳのビデオ回路が壊れたかと思いましたが、リアパネルのケーブルの断線でした。ケーブルを半田付けし直しました。
ビデオが出るようになりました。良かった〜
本家のＰＳ／２パラレル変換にもＬＥＤとブザーを取り付けます。ベースボードにＬＥＤを仮り止めして、ケースにマーキングします。
ＳＴＢ（正論理）は８２５５に繋がっているので、デジトラでＬＥＤを駆動し、その他は電流制限抵抗を付けてポートに接続します。黄色のＬＥＤが無いので、マクロＷＡＩＴ中のＬＥＤは白色に変更しました。圧電スピーカはここを参考にデジトラで電流増幅します。
ケースにＬＥＤの穴を開け、ラベルを貼って本家用のＰＳ／２パラレル変換器が完成しました。ＬＥＤは左からＳＴＢ、マクロ記録中、マクロ再生中、マクロＷＡＩＴ中です。
３月８日
本家の拡張Ｉ／Ｆ（フロッピコントローラ：ＭＢ８８７７、シンセＩ／Ｆ：８２５５、グラフィックコントローラ：ＴＭＳ９９１８）を接続できるように、拡張Ｉ／Ｆボードの作製を進めます。ＦＰＧＡに拡張Ｉ／Ｆのセレクトロジックを追加して拡張Ｉ／Ｆボードからケーブルを引き出します。ＩＣソケットにＨＣＴ２４５とＨＣＴ０４を実装しました。
マザーボードに拡張Ｉ／Ｆボードを挿して、簡易ＩＣＥとロジアナでデータバスバッファの選択と方向制御が正しいか確認します。バッファが選択されるのはＩ／Ｏアクセスでアドレスの２ビット目が１の時（ＴＫ８０の８２５５が選択されていない時）と、メモリアクセスでアドレス範囲が７Ｄ００〜７ＤＦ７の時（ＵＳＥＲエリア）です。
簡易ＩＣＥでＵＳＥＲエリアの先頭の７Ｄ００番地に５５をライトし、続いて７Ｄ００番地からリードします。
７Ｄ００番地にライトした時のバッファの選択信号とバス方向制御の波形です。
７Ｄ００番地からリードした時のバッファの選択信号とバス方向制御の波形です。正しく動作しているようです。
フロッピコントローラボードで使うＲＥＡＤＹ信号はスイッチを付けて確認します。モニタのダンプコマンド実行中にスイッチでＷＡＩＴ状態にした時に動作が停止、ＲＥＡＤＹ状態にした時に再開されることを確認しました。次回、互換機に拡張Ｉ／Ｆを接続して確認します。
３月１４日
アマゾンで購入の互換機の拡張Ｉ／Ｆ用の＋−５Ｖの降圧電源と５極の航空コネクタが来ました。
こちらもアマゾンのアパートのＰＣ用のＤＤＲ４メモリです。ノートのメモリは合計で１６ＧＢになりました。互換機は６４ＫＢなのでメモリの容量は約２６万倍。一方、クロックは８０８０が２ＭＨｚ、ノートＰＣは２．５ＧＨｚで１２５０倍。メモリに比べたら大きな倍率じゃないです。
＋−５Ｖ電源は＋１２Ｖから作ります。早速、動作確認を行います。これで＋１２と＋−５Ｖの３電源が用意できました。
ＰＳ／２キーボードパラレル変換にカナ文字を実装します。ＰＳｏＣにＵＳＢケーブルを接続してデバッグします。ＴＫ８０ＢＳには”カナ”というオルタネートキーがあり、一度押すとカナモードになり、再度押してカナモードを抜けます。ＰＳ／２キーには”カタカナ、ひらがな"キーがあるので、これにカナキーにマップし、オルタネート動作させました。”カナ記号”はシフトキーで入力します。右はカナが入力できるようになったので、ＢＡＳＩＣ内でカナを表示させているところです。当然ですが、カナも半角文字で、濁点と半濁点は１つの文字です。小文字、濁点、半濁点、句読点が入力できることを確認しました。カナはほぼ使わないですが。
３月１５日
本家のＴＫ８０ＢＳのＰＳ／２パラレル変換もカナ対応の新しいプログラムを書き込みました。
３月２２日
３連休の１日目は４Ｃで伊豆半島一周、中日はトライトンで射撃のＯＦＦ会があり、最終日の日曜のみガレージに来ました。ＴＫ８０ＢＳ互換機に本家の拡張ボードを接続するために、ケーブルの接続確認を行います。
問題なさそうなので、拡張Ｉ／Ｆボードを介して、本家の拡張ボードを接続します。拡張ボードには８２５５が２個載っているシンセＩ／Ｆボードのみにします。
８２５５は制御ポートに８０を書くとＡ〜Ｃポートが出力になり、書き込んだデータと同じ値がリードできるようになります。早速、確認してみましたが、正常に動作せず、必ず００が読めます。バスバッファが開いていないと思われます。この日は別のやぼ用があり、調査は次回に持ち越しです。
３月２８日
つくば方面に出張のしたので帰りに秋葉原に寄って、秋月でピンヘッダなどを購入しました。
先週動作しなかったシンセの８２５５ですが、拡張Ｉ／Ｆのデータバスバッファのイネーブルのアドレス範囲が間違っていました。シンセ用８２５５の先頭アドレスは７ｃ０８ですが、７ｄ００〜７ｄｆ７でイネーブルにしていました。正しくは７ｃ００〜７ｄｆ７が正解です。
修正して、再確認します。制御ポートに８０を書いた後、各ポートに書いた値が読めるようになりました。
早速、シンセに出力してみます。フロッピシステムは動作していないので、必要なプログラムはすべて簡易ＩＣＥ経由で本家からコピーしました。動作確認の動画を撮りました。約６ＭＢのＭＰ４をダウンロードします。
３月２９日
ＰＳ／２パラレル変換のＰＳｏＣのプログラムを修正し、ヒストリを修正した入力もヒストリに追加するようにしました。右は入力した後ろのアドレスの８００Ｆを８０２Ｆに修正して、実行し引き戻したところです。修正した入力もヒストリに入るようになりました。
シンセが動作したので、次はフロッピで
す。フロッピコントローラはＩ／Ｏアクセス制御です。動作確認を行ったところ、一番簡単なドライブセレクトも正常に動作していないことが分かりました。下
はドライブ０を選択する時のＯＵＴ命令の波形で、上は７４ＬＳ７４のラッチパルス、下がデータのＤ０です。Ｄ０が浮いています。他のＩ／Ｏアク
セスはＴＫ８０上に載っている８２５５のみでＡ２信号がＣＳ−に接続されています。外部Ｉ／Ｆのデータバスイネーブルにする条件はＡ２が１の時です。本家では正しく動作しているので、他のバッファとぶつかっている、バスバッファのイネーブル信号が正しくないのどちらかの不具合と思われます。次回、再確認します。
４月４日
先週からの続きです。ＴＫ８０ＢＳ互換機のフロッピの不具合です。本家の動作と制御信号線の再確認を行います。
本家のドライブセレクトの波形です。浮いているところはなく、キレイです。制御信号線を確認したところ、拡張バッファボードのデータバスバッファの選択制御にＩ／Ｏエリアの条件が入っていないこと、ＴＫＲＯＭー（００００〜００ｆｆ）とＢＳＩＯー（７ｄｆ８〜７ｄｆｆ）の２つがデータバスバッファの禁止条件に、ＵＳＥＲー（７ｃ００〜７ｄｆ７）が許可条件になっていました。
４月５日
拡張バッファボードのバスバッファの制御条件が本家と同じになるように、ＴＫＲＯＭーとＢＳＩＯーをＯＲしたＴＫＲＯＭ＿ＢＳＩＯーとＵＳＥＲーをＦＰＧＡ内で生成し、拡張Ｉ／Ｆボードを介して拡張バッファボードに接続するようにします。
修正後のドライブセレクトの波形です。浮いているところは無く、キレイになりました。
早速、フロッピドライブを接続して、μーＤＯＳを起動してみます。
互換機で本家のフロッピが動作するようになりました。Ｌｅｖｅｌー１のＢＡＳＩＣの時計プログラムをロードして実行してみます。クリックすると約４Ｇのｍｐ４動画をダウンロードします。２０１６年の１０月にも本家ＢＳでも動作確認の動画を撮っていました。この下の１０月９日で動画が観られます。
フロッピが動作したので、ケースのリアパネルに拡張Ｉ／Ｆコネクタを固定しました。レタリングも透明に黒文字のラベルシールに変更しました。
ＰＳ／２キーボードにμーＤＯＳオペレーションのカーソル移動用の矢印シールを貼りました。キーは１：左、２：下、３：上、４：右です。もし当時、ＶＩを知っていたら、同じ移動キーにしたと思います（笑）。μーＤＯＳを作ったのは８３年で、ｕｎｉｘを知るのはその翌年だったと思います。
拡張Ｉ／Ｆ用の＋−５Ｖ電源は青ＬＥＤの輝度が高過ぎなので、少し暗くしました。次回は＋１２Ｖ、＋−５Ｖ電源を使用しているＴＩのＶＤＰ（ＴＭＳ９９１８）を使ったグラフィックボードの動作確認を行う予定です。
