読書メモ/「CPUの創りかた」/手抜き作例日記_2010.12.04_準備 (v1)

読書メモ / 「CPUの創りかた」 / 手抜き作例日記_2010.12.04_準備 (v1)

id: 861 所有者: msakamoto-sf 作成日: 2010-12-04 22:58:57
カテゴリ: 読書

「CPUの創りかた」は良書だが、実際に手を動かして作るのはかなり大変そうに見えた。
それで一度はあきらめたのだけれど、お風呂に入ってる時「なんで大変なんだろう」と、もやもやとアレコレ考えた結論として、

ROM部分のDIPスイッチの配線が面倒くさい。
全部作った後にテスタでチェックし始める流れ：ソフトウェア開発の世界では単体テストもろくにせず、いきなり結合テスト：ビッグバンテストする流れで、チキン野郎にはとてもじゃないけど出来ない恐怖の流れ。

の２点が大きい。これに至った瞬間、

なら、ROM部分を作らなければスゲー楽にならない？

と頭上にランプが点った。

アドレスラインにはLEDを付けて、「何番地をFETCHするか」が分かればそれでいい。
データラインにはインバーター(74HC540)を挟むとしても、DIPスイッチが一基つながっていればそれでいい。

人間がアドレスラインのLEDを目視して、その都度DIPスイッチを組みなおす、いわば「人力ROM」にしてしまえば、思いっきり製作コストが下がる。

となると嬉しい副作用として、クロック回路から発振回路を削れる。なぜなら、人力ROM方針で進む以上、クロックすら人力で入力しないと困ってしまう。発振回路が勝手にクロックを進められても追いつかないからだ。
つまり「人力クロック」オンリーにしてしまう。(リセットはつけときます。)

もう一つの、製作コストは上がってしまうけど、ビッグバンテストを回避するためのアイデアとして「とにかくモジュール分割して、モジュールごとに単体テストを可能にできないか？」というアイデア。

本のほうで紹介されているように、電子工作初心者が見たら全力で引いてしまいそうな、一枚の基盤にCPU部分からROMまで全て集約するような作り方を全力で回避する。
人力ROMモジュール、人力クロックモジュール、CPU部分もOUT(LED4基), IN(DIPスイッチ), CPU(レジスタ+データセレクタ), 加算器, 命令デコーダに細かく分割して、適当なコネクタでモジュール間を接続できるようにする。
これなら、各モジュールごとに独立して動作確認できる。１ステップごとに「作成・テスト・動作確認・デバッグ」のサイクルをリズミカルに繰り返せるし、何より、初心者にとって「動くうれしさ」をよりたくさん、細かいけど確実に味わうことが出来る。

・・・だってさ・・・これから本格的に仕事に就くであろう学生じゃなくて、単に知的好奇心を満たしたいだけの、趣味で挑戦しようとしてる素人ですよ？
やっぱり、「一発で全部作って、ビッグバンテスト」よりは「ちょこっと作ってちょこっと動作確認、ちょこっと動いてやったー！」を繰り返したほうが、気分的にも楽しいと思うのですよ。

ということで、まずCPU部分を大雑把にモジュール化します。

を

のようにモジュール化し、モジュール間は適当なコネクタ(4pinの適当なソケットっぽく使えるやつならそれでOK)で接続できるようにします。
・・・できるといいなぁ。