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レトロマイコン86ボードの構想(その6)メモリチェックプログラムの製作 [8086]

 前回の記事で書いたようにヘキサファイルをV20のメモリ内にダウンロードできるようになったのでプログラムを作って遊んでいます。
 アセンブラはCP/M-86のASM86を使い、アセンブラから出力されるヘキサファイルをhexファイルローダーでV20内のメモリにダウンロードして動かしています。

 環境としてはMS-DOS Player上でCP/M-86エミュレータ(cpm86.exe)を動かし、ASM86.CMDを起動しています。

 しかし、プログラムを作成して動かしてみると、不安定であり、ブレッドボード上の配線のチェックを行ったところ、接続線が1本断線していましたorz
 今回は2度目の配線なのでテスタで線材の導通を確認しながら配線したのですが、最後の方で一部チェックせずに配線した部分で問題が発生していました(手抜きは駄目ですね・・)^^;

 状況は改善したものの例えばダミーのPUSH/POPを追加しただけで動作が変わることがあったり等、微妙に不安定な要素があったので手抜きせずにメモリチェックプログラムを作成して確認してみました。

 理想を言えばメモリ上に変数を置かずにレジスタだけで動作する(CALLも使用しない)方がいいのですが、そこまで不安定ではないのでメモリ上の変数やCALLは許容することにして、アドレスバスやデータバスのエラーはきちんと検出したいので
  • チェック書込みとチェック方法
     チェック対象メモリ全体にチェックデータを書込んだ後に書き込んだデータが読込めるか確認する。

  • 書き込みデータ
     簡易的な乱数(合同法)を使って生成し、書込み開始時に乱数のseedを保存し、チェック開始時に乱数seedを復元する。
    通常の合同法ではrand(n+1) = A x rand(n) + B(A,Bは素数が望ましい、Bは無い場合もある)ですが、LSBが固定されないように「A x rand(n)」の結果の特定ビットが1の場合、Bを加算するようにしました。

  • 長期安定確認
     上記の書込みとチェックを繰り返し動かし(乱数のseedは継続利用)、チェック開始時に何回目のチェックかを2バイトヘキサ表示する

ようにしました。

 プログラム自体は0010:0000からに置き、0030:0000~7FFE:0000をチェック対象にしています(メモリ最後の部分はPICとのI/F用とリセット時のジャンプ命令で使用するのでチェック対象外)。

 結果として、最初は結構すぐにエラーが発生する(例えばチェック1回目で「err 17E0:0000」が発生)状況でしたが、回路の抵抗値の調整等を行い少し安定になりました。
 最終的には、安定化電源で供給していた電圧がブレッドボード上では0.2V程度低かったので、5.0Vにしたところ数十回の連続チェックも通るようになりました^^

★2019/08/30 変更 {
 チェック処理中であることが判るように約1秒毎に'o'を表示するようにしました。
}
メモリチェックプログラム(アセンブラ)
CP/M ASM86 1.1 SOURCE: MEMCHK.A86 Check Memory title 'Check Memory' ;++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ; Check Memory for Pic24V20 ; Ver 0.01 2019/08/19 skyriver ;++++++++++++++++++++++++++++++++++++ FFFF true EQU -1 0000 false EQU not true 000D CR EQU 13 000A LF EQU 10 0008 BS EQU ( 'H' - 40H ) 0010 PrgSeg EQU 0010H 0030 StartSeg EQU 0030H 7FFE EndSeg EQU 7FFEH 0FFF MonMask EQU 0FFFH B46D SEED EQU 46189 1D05 MULVAL EQU 7429 81EF ADDVAL EQU 33263 0400 CHKBIT EQU 0400H ; memory assign ; ffde0 ffde:0000 SD buf 512bytes ; fffe0 ffde:0200 work area 16 bytes ; ffff0 ffff:0000 reset jump ; FFDE PWrkSeg EQU 0FFDEH 0200 SdBufSz EQU 512 0000 SdBuf EQU 0 ; SD buffer offset ; function No. 0000 FC_EXIT EQU 0 ; EXIT CP/M 0001 FC_CONST EQU 1 ; CONST 0002 FC_CONIN EQU 2 ; CONIN 0003 FC_CONOUT EQU 3 ; CONOUT 0004 FC_READ EQU 4 ; READ SD Card 0005 FC_WRITE EQU 5 ; WRITE SD Card 0006 FC_PUNCH EQU 6 ; PUNCH 0007 FC_READER EQU 7 ; READER 0200 PicWrk EQU SdBuf + SdBufSz ; Pic I/F work area 0200 FuncNo EQU PicWrk ; RB 1 ; function No 0201 CoData EQU FuncNo + 1 ; RB 1 ; conout data 0202 SdSec EQU CoData + 1 ; RB 4 ; SD block No. 0206 RetVal EQU SdSec + 4 ; RB 2 ; return value 0208 PreSd EQU RetVal + 2 ; RB 4 ; previos SD block No. 020C ChgFlg EQU PreSd + 4 ; RB 1 ; buffer change flag for Blocking/Deblocking 020D BlkCnt EQU ChgFlg + 1 ; RB 1 ; Block first write counter ; *** offset from PicWrk *** 0000 oFuncNo EQU FuncNo - PicWrk 0001 oCoData EQU CoData - PicWrk 0002 oSdSec EQU SdSec - PicWrk 0006 oRetVal EQU RetVal - PicWrk 0008 oPreSd EQU PreSd - PicWrk 000C oChgFlg EQU ChgFlg - PicWrk 000D oBlkCnt EQU BlkCnt - PicWrk 0010 CSEG PrgSeg ORG 0 0000 8CC8 START: MOV AX,CS 0002 8ED0 MOV SS,AX 0004 BC7801 MOV SP,StackBase 0007 B8DEFF MOV AX,PWrkSeg 000A 8EC0 MOV ES,AX 000C BE0002 MOV SI,PicWrk 000F 2EC7064A0100 MOV CS:ChkCnt,0 00 0016 BA0080 MOV DX,8000H 0019 2EC7064C016D MOV CS:RndVal,SEED B4 0020 BB2C01 MOV BX,offset StMsg 0023 E85100 0077 CALL PutStr 0026 B05B MA010: MOV AL,'[' 0028 E82000 004B CALL PutChar 002B 2EA14A01 MOV AX,CS:ChkCnt 002F 40 INC AX 0030 2EA34A01 MOV CS:ChkCnt,AX 0034 E81E00 0055 CALL PutHexW 0037 B05D MOV AL,']' 0039 E80F00 004B CALL PutChar 003C E86100 00A0 CALL Write 003F E88D00 00CF CALL Check 0042 EBE2 0026 JMPS MA010 ; exit 0044 26C60400 Exit: MOV ES:BYTE PTR oFuncNo[SI],FC_EXIT 0048 EE OUT DX,AL 0049 EBFE 0049 JMPS $ ; PutChar ; AL <- data PutChar: 004B 26C60403 MOV ES:BYTE PTR oFuncNo[SI],FC_CONOUT 004F 26884401 MOV ES:BYTE PTR oCoData[SI],AL 0053 EE OUT DX,AL 0054 C3 Return: RET ; put hex(Word) ; AX <- data PutHexW: 0055 86C4 XCHG AL,AH 0057 E80200 005C CALL PutHex 005A 86C4 XCHG AL,AH ; go through PutHex ; Put Hex(Byte) ; AL <- data 005C 8AD0 PutHex: MOV DL,AL 005E D0E8 SHR AL,1 0060 D0E8 SHR AL,1 0062 D0E8 SHR AL,1 0064 D0E8 SHR AL,1 0066 E80200 006B CALL PutNbl 0069 8AC2 MOV AL,DL ; go through PutNbl ; put nible ; AL <- data 006B 240F PutNbl: AND AL,0FH 006D 0430 ADD AL,'0' 006F 3C3A CMP AL,'9'+1 0071 7202 0075 JC PutN10 0073 0407 ADD AL,'A' - '0' - 10 0075 EBD4 004B PutN10: JMPS PutChar ; put string ; BX <- string(segment:CS) 0077 2E8A870000 PutStr: MOV AL,CS:[BX] 007C 84C0 TEST AL,AL 007E 74D4 0054 JZ Return 0080 E8C8FF 004B CALL PutChar 0083 43 INC BX 0084 EBF1 0077 JMPS PutStr ; rand ; AX -> rand 0086 53 Rand: PUSH BX 0087 52 PUSH DX ; destroyed by mul 0088 2EA14C01 MOV AX,CS:RndVal 008C BB051D MOV BX,MULVAL 008F F7E3 MUL BX 0091 A90004 TEST AX,CHKBIT 0094 7403 0099 JZ Rand10 0096 05EF81 ADD AX,ADDVAL 0099 2EA34C01 Rand10: MOV CS:RndVal,AX 009D 5A POP DX 009E 5B POP BX 009F C3 RET ; write memoy 00A0 2EA14C01 Write: MOV AX,CS:RndVal 00A4 2EA34E01 MOV CS:SeedVal,AX 00A8 BB3000 MOV BX,StartSeg 00AB 8EDB Wri10: MOV DS,BX 00AD BF0000 MOV DI,0 00B0 B90800 MOV CX,8 00B3 E8D0FF 0086 Wri20: CALL Rand 00B6 8905 MOV WORD PTR [DI],AX 00B8 47 INC DI 00B9 47 INC DI 00BA E2F7 00B3 LOOP Wri20 00BC F7C3FF0F TEST BX,MonMask 00C0 7505 00C7 JNZ Wri30 00C2 B06F MOV AL,'o' 00C4 E884FF 004B CALL PutChar 00C7 43 Wri30: INC BX 00C8 81FBFE7F CMP BX,EndSeg 00CC 75DD 00AB JNZ Wri10 00CE C3 RET ; check memory 00CF 2EA14E01 Check: MOV AX,CS:SeedVal 00D3 2EA34C01 MOV CS:RndVal,AX 00D7 BB3000 MOV BX,StartSeg 00DA B80100 MOV AX,1 00DD F8 CLC 00DE 8EDB Chk10: MOV DS,BX 00E0 BF0000 MOV DI,0 00E3 B90800 MOV CX,8 00E6 E89DFF 0086 Chk20: CALL Rand 00E9 3B05 CMP AX,WORD PTR [DI] 00EB 7521 010E JNZ ChkErr 00ED 47 INC DI 00EE 47 INC DI 00EF E2F5 00E6 LOOP Chk20 00F1 F7C3FF0F TEST BX,MonMask 00F5 750F 0106 JNZ Chk30 00F7 B008 MOV AL,BS 00F9 E84FFF 004B CALL PutChar 00FC B020 MOV AL,' ' 00FE E84AFF 004B CALL PutChar 0101 B008 MOV AL,BS 0103 E845FF 004B CALL PutChar 0106 43 Chk30: INC BX 0107 81FBFE7F CMP BX,EndSeg 010B 75D1 00DE JNZ Chk10 010D C3 RET 010E BB4301 ChkErr: MOV BX,offset ErrMsg 0111 E863FF 0077 CALL PutStr 0114 8CD8 MOV AX,DS 0116 E83CFF 0055 CALL PutHexW 0119 B03A MOV AL,':' 011B E82DFF 004B CALL PutChar 011E 8BC7 MOV AX,DI 0120 E832FF 0055 CALL PutHexW 0123 BB4001 MOV BX,offset CrLfMsg 0126 E84EFF 0077 CALL PutStr 0129 E918FF 0044 JMP Exit 012C 0D0A53746172 StMsg DB CR,LF,'Start Memory Check' 74204D656D6F 727920436865 636B 0140 0D0A00 CrLfMsg DB CR,LF,0 0143 0D0A65727220 ErrMsg DB CR,LF,'err ',0 00 ;EnMsg DB CR,LF,'complete',0 014A ChkCnt RW 1 014C RndVal RW 1 014E SeedVal RW 1 0150 RW 20 0178 StackBase EQU ( offset $ + 1 ) AND 0FFFEH END END OF ASSEMBLY. NUMBER OF ERRORS: 0. USE FACTOR: 2%


 アセンブル時のコマンドはこんな感じです。

C:¥picle¥V20¥asm¥bios¥cmd>msdos cpm86 asm86 Memchk
CP/M-86 emulator for DOS vers 1.3 - 11/30/97
Copyright (c) 1985, 1997 Jim Lopushinsky

CP/M 8086 ASSEMBLER VER 1.1
END OF PASS 1
END OF PASS 2
END OF ASSEMBLY. NUMBER OF ERRORS: 0. USE FACTOR: 2%


C:¥picle¥V20¥asm¥bios¥cmd>


 アセンブルした結果、生成されたHexファイルをHexファイルローダーでダウンロードしている様子が下記です。
 Hexファイルの内容をTeraTermにコピペするとデータタイプを表示しながらV20のメモリにロードされます。

:¥¥

+E000-EDC7 # Memory chack executer 2019/08/19
+F000-FC43 # Pic24V20 HexLoader v0.02 2019/08/12

:¥<$F000
3139
:run
HexLoader Start
e3aaaaaaaaaaaaa1
:


 安定化した後の確認結果も貼っておきます。
 尚、途中でリセットして中断していますが、リセットしなければ永遠とメモリチェックを繰り返します。

メモリチェック結果
:l 1:# Memory check executer 2019/08/19 2:# ver 0.01 by skyriver 3: 4:use LibCpm; 5:use LibSpi; 6: 7:var ProgWrk,_WrkVal,_PicDma,SdSec; 8:var EscFlg,EscY; 9: 10: 11:proc PicSrv() { 12: var i,fno,rval; 13: 14: while (1) { 15: while (LATA[-1]&1) {} # wait reset 16: while (LATC[-1]&$40) {} # wait ready off 17: CMCON[0] = CMCON[0]&$feff; # CMP1 off 18: PmpOn(); 19: PmpSetAdr(ProgWrk); 20: fno=MemRd(); # dummy 21: for (i=0;i<2;i=i+1) { 22: _WrkVal[i]=MemRd(); 23: } 24: fno=_WrkVal[0]; # function No 25: rval=0; 26: if (fno=3) { # CONOUT 27: PrnChar_( _WrkVal[1] ); 28: } 29: else if (fno=0) { 30: break; 31: } else { 32: PrnStr_("\nFunc err"); 33: PrnHexB_(fno); 34: } 35: PmpOff(); 36: BusRelease(); 37: CMCON[0] = CMCON[0]|$0100; # CMP1 on 38: } 39:} 40: 41: 42:proc main() { 43: init(); 44: initPmp(); 45: initSpi(); 46: initSd(); 47: 48: ProgWrk = $ffe0; # work addr(fffe0) 49: _PicDma = $fde0; 50: 51: _WrkVal = Alloc(5); 52: SdSec=_WrkVal+2; # long SdSectorNo 53: 54: LATA[0]=LATA[0]|1; # on reset:a0 55: BusReq(); 56: LATA[0]=LATA[0]&$fffe; # off reset:a0 57: 58: PmpOn(); 59: 60: PmpSetAdr($07f0); 61: MemWr($ea);MemWr($00);MemWr($00);MemWr($10);MemWr($00); 62: 63: PmpOff(); 64: LATA[0]=LATA[0]|1; # on reset:a0 65: BusRelease(); 66: 67: Timer_ = 1; 68: while ( Timer_ ); 69: LATA[0]=LATA[0]&$fffe; # off reset:a0 70: 71: while ((LATC[-1]&$40)=0); # wait ready on 72: 73: PicSrv(); 74: 75: BusReq(); 76: PrnStr_("** end **"); 77: 78: Rdump($0100); 79:} :run Start Memory Check [0001][0002][0003][0004][0005][0006][0007][0008][0009][000A][000B][000C][000D][000E][000F][0010][0011][0012][0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][001A][001B][001C][001D][001E][001F][0020][0021][0022][0023][0024][0025][0026][0027][0028][0029][002A][002B][002C][002D][002E][002F][0030][0031][0032][0033]



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