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ポケコン(G850)用拡張基板(その2)確認事項 [ポケコン]

 前回の記事で書いた PC-G850 用の拡張基板(Eborsy)が届いているので部品実装しました。
 下の写真がトップ面で右下の白いコネクタは aitendo さんから購入した PC-G850 のシステムバスに適合するものです。各信号は確認し易いようにボトム面に実装したピンソケットに出していて、信号名をトップ面にもシルク印刷しましたが、薄暗い場所では字が小さくて良く見えませんw

Bborsy 部品実装後(トップ面)


 ボトム面が下の写真で、GALとメモリ等を実装しています。SDコネクタから怪しげな線が GAL のソケットの下に這い出ていますが、基板製造依頼後に気が付いた SPI の DI 信号線です^^;
 最初は接続していたはずなのですが、いつの間にか無くなっていました。再発防止の意味でも原因分析と対策が必要なので、記憶を辿ってみるにSDコネクタ部を1回書き直す必要があり、変更前の画面表示をキャプチャし、それを参考に変更した際に抜けてしまったようです。今後はある程度の変更が生じる場合、変更前のCADファイを残して変更後に比較するようにしたいと思います。

Bborsy 部品実装後(ボトム面)


 それでは今の時点で確認できたことを以下に列挙します。

  1. IORQ/でGALが動作可能か?
     結果:可能

    [詳細]
     前回の記事でも書いたように、この基板を作成しようと思った動機は GAL のクロック信号として IORQ/ を使えると思い付いたからです(特に Wincupl のシミュレータを使っているとクロックは周期的なものであるという固定観念が付いてしまうw)。
     GAL はクロックの立上りエッジでレジスタをラッチするので WR/ 信号を認識するために WR/信号に少しディレーをかけて GAL に入力しています(Z80は IORQ/とWR/の立上りはほぼ同時)
     始めに SDカードの チップセレクト信号である SDCS/ を I/O 命令で設定できるか確認してみました。試験用のプログラムは下記になります。

    SDCS/ 設定試験プログラム(Z80アセンブラ)
    ;+++++++++++++++++++++++++++++++++++ ; test program for Eborsy ; Ver 0.01 2021/12/18 by skyriver ;+++++++++++++++++++++++++++++++++++ 0100 ORGAD EQU 0100H ; +++ 850 I/O +++ 0017 INTMASK EQU 017H ; interrupt mask ; +++ GAL I/O address +++ 0080 AdrSdcs EQU 80H ; set SDCS(D0) 0081 AdrSpiD EQU 81H ; write/read SPI data(D0) 0000' ASEG ORG ORGAD 0100 DB 17 Start: IN A,(INTMASK) 0102 5F LD E,A 0103 AF XOR A 0104 D3 17 OUT (INTMASK),A ; no effect 0106 F3 DI 0107 01 0000 LD BC,0000H 010A AF XOR A 010B D3 80 LOOP: OUT (AdrSdcs),A 010D EE 01 XOR 1 010F 10 FA DJNZ LOOP 0111 0D DEC C 0112 20 F7 JR NZ,LOOP 0114 7B LD A,E 0115 D3 17 OUT (INTMASK),A 0117 FB EI 0118 C9 RET END

     PC-850V は周期的にかなり割込み処理が行われているので割込み禁止の状態で実行しました。念のために 17H ポートで割込みマスクもかけていますが、このマスクは掛けなくても変化はないようでした(周期的にかかっている割込みには NMI は無いと思われる)
     前述の WR/ のディレー状況をロジアナで確認した結果が下図です。

    WR/と GAL 用 WRdlay/ 信号 [sampling:100MHz]

     立上りエッジの遅れは立下りに比べてかなり少なくっています。全体的な図が下図で、SDCS/ 設定のために OUT命令が繰返されていることが判ります。SDCS/をトグルで変更しているはずなのですが SDCS/ に変化は見られません^^;

    SDCS/ 設定プログラム実行結果 [sampling:25MHz]

     前述のWR/ の立上りのディレー時間が少ないためかと思いディレー用コンデンサを 22pF から 68pF に変更後のロジアナ波形が下図になります。

    WR/と GAL 用 WRdlay/ 信号(68 pFに変更後) [sampling:100MHz]

     立上りエッジのディレーは多くなりましたが SDCS/ が設定できないという状況は変わりませんでした。基本に返り、GAL の仕様を確認したところ、遅れ無し(th)でも問題無いようです。

    GAL22V10 Specification 1

    GAL22V10 Specification 2

     WR/ のディレー幅に問題ないことが判ったので GAL のcuplソースを再確認し、修正したところ、SDCS/ が設定できるようになりました^^;

    SDCS/ 設定OK1 [sampling:32MHz]

    SDCS/ 設定OK2 [sampling:32MHz]


  2. C000Hバンク切替えで外部メモリアサイン可能か?
     結果:可能性は見いだせなかった

    [詳細]
     SDCS/ が設定できるようになり、トリガやマーキングに使えるので作業が少し楽になりました。今回作成した C000H バンク切替え試験プログラムは下記でバンクを 0~15 に切替えそれぞれ 100H バイトをバッファにコピーするというものです。
     また、このプログラムを実行する際はデータバスの LSB(D0)を 10K でプルアップしているので、もし対応メモリが無く、データバスがフローティング状態になった場合には リード時に D0 が 1 に固定されるはずです。特にバンク0は N/A(Not Available?)と記されていたので期待したいところです(詳細は前回の記事を参照して下さい)

    バンク(C000H)切替え試験プログラム(Z80アセンブラ)
    ;+++++++++++++++++++++++++++++++++++ ; Bank C000H test for Eborsy ; Ver 0.01 2021/12/18 by skyriver ;+++++++++++++++++++++++++++++++++++ 0100 ORGAD EQU 0100H ; +++ 850 I/O +++ 0017 INTMASK EQU 017H ; interrupt mask 0019 BANKSEL EQU 019H ; select bank 8000h,c000h ; +++ GAL I/O address +++ 0080 AdrSdcs EQU 80H ; set SDCS(D0) 0081 AdrSpiD EQU 81H ; write/read SPI data(D0) ; +++ memory adress +++ C000 BNKADR EQU 0C000H 1000 SAVADR EQU 01000H 0000' ASEG ORG ORGAD 0100 F3 Start: DI 0101 21 1000 LD HL,SAVADR 0104 1E FF LD E,0FFH 0106 3E 20 LD A,high SAVADR + 010H 0108 73 Ini: LD (HL),E 0109 23 INC HL 010A BC CP H 010B C2 0108 JP NZ,Ini 010E 3E 01 LD A,1 0110 D3 80 OUT (AdrSdcs),A ; set SDCS:0 0112 DB 19 IN A,(BANKSEL) 0114 F5 PUSH AF 0115 11 1000 LD DE,SAVADR 0118 E6 F0 AND 0F0H 011A D3 19 Loop: OUT (BANKSEL),A 011C 21 C000 LD HL,BNKADR 011F 01 0100 LD BC,0100H 0122 ED B0 LDIR 0124 3C INC A 0125 F5 PUSH AF 0126 E6 0F AND 0FH 0128 CA 012F JP Z,NEXT 012B F1 POP AF 012C C3 011A JP Loop 012F F1 NEXT: POP AF 0130 AF XOR A 0131 D3 80 OUT (AdrSdcs),A ; set SDCS:1 0133 F1 POP AF 0134 D3 19 OUT (BANKSEL),A ; restore setting 0136 FB EI 0137 C9 RET END

     実行中のロジアナ波形が下図になります。SDCS/ が 0 の部分がバンク切替えしている箇所になります。BK0,BK1にバンク番号の下位 2bit が出力されているのが面白いですね。

    バンク(C000H)切替え試験実行中のロジアナ波形1 [sampling:25MHz]

     拡大したものが下図で BK0 が出力されているのはブロック転送中の3回目のメモリリードなので C000H のバンク内をリードしている時になります。

    バンク(C000H)切替え試験実行中のロジアナ波形2 [sampling:25MHz]

     C000H のバンクを切り替えながら各バンクの先頭 100H バイトをコピーした結果が下記になります(モニタでHex出力したものをZSIDで読込みダンプコマンドで表示しました)
     期待していた バンク0 もプログラムが詰まっています。バンク10(1A00H)、バンク11(1B00H)、バンク12(1C00H)の3つのバンクで同じ内容が読めているのも面白いですね。

    バンク(C000H)切替え試験プログラム結果
    #d1000 1000: C3 AD 13 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1010: 21 31 7F CB 8E 21 18 7F 18 12 21 31 7F CB 96 21 !1...!....!1...! 1020: 20 7F 18 08 21 31 7F CB 86 21 10 7F 3E 00 77 2C ...!1...!..>.w, 1030: 77 2C 77 2C 77 2C 77 2C 77 2C 77 2C 77 C9 21 31 w,w,w,w,w,w,w.!1 1040: 7F CB 8E 21 18 7F 06 08 3E 00 77 2C 10 FC 2E 1A ...!....>.w,.... 1050: CB E6 C9 21 19 7F 18 0D 21 21 7F 18 08 21 29 7F ...!....!!...!). 1060: 18 03 21 11 7F 7E E6 F0 77 2C 06 06 3E 00 77 2C ..!..~..w,..>.w, 1070: 10 FC C9 21 18 7F 18 03 21 10 7F 36 00 2C 7E E6 ...!....!..6.,~. 1080: 0F 77 C9 C3 32 85 CB 9E CB 4E 28 02 CB DE 11 28 .w..2....N(....( 1090: 7F 18 22 C3 59 85 CB 8E CB 5E 28 02 CB CE 11 18 ..".Y....^(..... 10A0: 7F 21 28 7F C3 19 81 C3 70 85 CB 86 CB 4E 28 02 .!(.....p....N(. #d1100 1100: 3E 01 D3 1A 31 FE 7F 3E 8B D3 7B 3E A0 D3 7A 3E >...1..>..{>..z> 1110: 01 D3 69 3E FF D3 16 AF D3 1B D3 11 D3 12 3E 02 ..i>..........>. 1120: D3 1E 06 D2 CB 47 CB 47 10 FA DB 1D 4F 06 0A 10 .....G.G....O... 1130: FE DB 1D A1 1F DA D6 BC 3E 03 D3 1E 21 03 79 CB ........>...!.y. 1140: 86 21 40 7F 3E 5A 77 BE 28 28 DB 19 E6 0F F6 40 .!@.>Zw.((.....@ 1150: D3 19 3E 01 D3 69 11 00 80 21 DA C3 06 11 1A BE ..>..i...!...... 1160: 20 07 13 23 10 F8 C3 10 80 3E 01 D3 19 D3 69 C3 ..#.....>....i. 1170: D6 BC 3E 01 32 00 79 CD D6 BF CD D3 BF 21 27 7F ..>.2.y......!'. 1180: 3E A5 06 06 BE 20 0B 23 10 FA BE 28 08 3E 5A BE >.... .#...(.>Z. 1190: 28 03 CD 9D C0 21 00 79 36 01 C3 CC C0 3E C3 32 (....!.y6....>.2 11A0: 00 00 21 F4 BF 22 01 00 21 03 00 06 3D AF 77 23 ..!.."..!...=.w# #d1200 1200: CD 00 DC 38 09 CD 9D FE C9 00 00 00 00 00 21 1D ...8..........!. 1210: 7F 11 15 7F 01 02 00 ED B0 1A 86 12 A7 C9 CD 00 ................ 1220: DC DA 8C 83 CD 97 FE C9 00 00 00 00 00 CD 91 FE ................ 1230: C9 00 00 00 00 00 00 00 00 CD 8B FE C9 00 00 00 ................ 1240: 00 00 00 00 00 CD 85 FE C9 00 00 00 00 00 00 00 ................ 1250: 00 00 00 00 CD 7F FE C9 00 00 00 00 00 CD 79 FE ..............y. 1260: C9 00 00 00 00 00 CD 73 FE C9 00 00 00 00 00 CD .......s........ 1270: 6D FE C9 00 00 00 00 00 CD 67 FE C9 00 00 00 00 m........g...... 1280: 00 CD 61 FE C9 00 00 00 00 00 CD 5B FE C9 00 00 ..a........[.... 1290: 00 00 00 CD 55 FE C9 00 00 00 00 00 CD 4F FE C9 ....U........O.. 12A0: 00 00 00 00 00 CD 49 FE C9 00 00 00 00 00 CD 43 ......I........C #d1300 1300: 7B FE 00 30 02 1E 00 7A FE 06 38 02 16 05 7E B7 {..0...z..8...~. 1310: C8 FE 0D 28 15 FE 0C 28 25 FE 10 38 1E D5 E5 CD ...(...(%..8.... 1320: 5F BE E1 D1 1C 7B FE 18 38 11 1E 00 14 7A FE 06 _....{..8....z.. 1330: 38 09 E5 D5 CD EB BF D1 E1 16 05 23 18 D0 E5 D5 8..........#.... 1340: CD 68 C3 D1 E1 18 F4 E5 F5 CD 72 C3 F1 57 FE 06 .h........r..W.. 1350: 38 00 1E 00 06 18 E1 7E B7 C8 FE 0D C8 E5 D5 C5 8......~........ 1360: CD 5F BE C1 D1 E1 1C 23 10 ED C9 F5 3A E3 7E E6 ._.....#....:.~. 1370: FD 18 06 F5 3A E3 7E F6 02 32 E3 7E F1 C5 D5 E5 ....:.~..2.~.... 1380: FE 20 30 24 FE 05 28 1C FE 1D 28 32 FE 1C 28 33 . 0$..(...(2..(3 1390: FE 08 28 34 FE 09 28 35 FE 12 28 36 FE 0C 28 37 ..(4..(5..(6..(7 13A0: FE 0B 28 33 E1 D1 C1 C9 FE F9 30 F8 CD B9 C2 CD ..(3......0..... #d1400 1400: 20 20 20 20 20 20 20 2A CD 05 C7 D0 CD 0C C7 D0 *........ 1410: FE 23 D8 FE 2A 3F D0 FE 2D C8 FE 40 C8 FE 5E D8 .#..*?..-..@..^. 1420: FE 60 3F D0 C8 FE 7C 3F D0 FE 7D C8 FE A1 D8 FE .`?...|?..}..... 1430: E0 3F C9 21 11 79 CB 86 CD F5 C6 FE 42 20 05 CB .?.!.y......B .. 1440: C6 CD F5 C6 DD 2B FE 0D 20 2C DD E5 CD F9 BD DD .....+.. ,...... 1450: E1 F5 CD 57 C0 F1 C9 21 7D 79 CB 86 CD 33 C7 20 ...W...!}y...3. 1460: 15 21 65 79 CB 96 3E 20 06 90 11 00 00 CD EE BF .!ey..> ........ 1470: AF 3D 32 23 79 C9 DD 23 C3 79 83 C5 D5 06 91 21 .=2#y..#.y.....! 1480: 00 7E E5 3E 20 77 23 10 FC 21 00 00 22 0E 79 CD .~.> w#..!..".y. 1490: B1 C4 20 14 3A 11 79 1F 30 0E CD DC C0 30 FB 21 .. .:.y.0....0.! 14A0: 0E 79 35 37 20 2D 18 30 CD DC C0 38 2B 3E 1E CD .y57 -.0...8+>.. #d1500 1500: 3A 65 79 E6 01 32 65 79 CD 18 C1 CD 3F C1 DD 56 :ey..2ey....?..V 1510: 4A DD 5E 4B CD 8B C2 DD 56 02 DD 5E 03 CD A7 C2 J.^K....V..^.... 1520: CD D6 C1 21 00 00 39 DD 74 0A DD 75 0B CD 4C C2 ...!..9.t..u..L. 1530: D8 3E 0B CD B0 E3 CD 0F C2 3E 07 30 08 CD B0 E3 .>.......>.0.... 1540: CD E1 D5 18 FB DD CB 4E 56 28 08 3E 15 CD DB D6 .......NV(.>.... 1550: DA BE DE 3E 0C CD 75 E5 CD C0 C2 DD CB 4C C6 DD ...>..u......L.. 1560: CB 4E 56 20 06 DD CB 4E 5E 28 05 3E 0F CD 75 E5 .NV ...N^(.>..u. 1570: CD D6 C1 CD 0F C2 CD C2 DC CD C0 C2 DD CB 4E 46 ..............NF 1580: 28 44 CD C8 DD 3E 0D CD B0 E3 DD 66 39 DD 6E 3A (D...>.....f9.n: 1590: 7C B5 20 28 3E 30 CD DB D6 FE 50 28 09 FE D0 28 |. 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 今時点で確認できたことは以上になります。結果だけを書けば簡潔にまとまるのですが、後で参照できるように作業メモとしてロジアナ波形等も付けたことで雑多感が滲み出だしてきましたので今回はここまでと致します。


★追記 2122/01/01
 「ポケコン(G850)用拡張基板(その6)確認事項5」の記事にバンク No. 16 から 63 までを再調査した結果を記載しました。


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