TMPZ84C015でCP/MシステムをSDCARDに読み書きし、ブートするプログラムを作成しましたが、同様にZ8S180についてもプログラムを作成してみました。

前回のBIOSへの対応と同じように、TMPZ84C015のプログラムからZ8S180用に変更していきました。

実際にプログラムを動作させ確認してみます。

まずは、アセンブルします。(ソースファイル名はz8s180_cpm_rw005.asm、最後の方でソースは展開しています)
$ asz80 -l -s -o z8s180_cpm_rw005.asm
$ aslink -i z8s180_cpm_rw005

モニタに入り、64Kモニタに切り替えた後、CPM.HEX、z8s180_bios304.ihxのhexファイルをlコマンドで読み込みます。
続いて、今回作成したz8s180_cpm_rw005.ihxを同じくlコマンドで読み込みます。

jコマンドで 0x8000へジャンプします。
>j 8000 y:

:SDHC
read >> r :write >> w CP/M go >> g key in:

SDCARDにシステム(CCP+BDOS)書き込みします。
wキーでwriteを選択し、0000ブロックから000bブロック、アドレスdc00より書き込み指定し、yキーで書き込み実行します。

read/write start block No:0000
read/write block:000b
read/write addr:dc00
Yes: read/write ok!

続いてBIOSを書き込みます。
000bブロックから 0004ブロック、アドレスf200より書き込みしてします。
>j 8000 y:
:SDHC
read >> r :write >> w CP/M go >> g key in:w
read/write start block No:000b
read/write block:0004
read/write addr:f200
Yes: read/write ok!
>

これで 書き込みされたので、一旦電源を切り、モニタを立ち上げ、tコマンドで64Kモニタに切り替えます 。

もう一度cpm_rw005.ihxをlコマンドで読込します。
j 8000で 8000番地にジャンプします。
今度は、bキーでCP/Mシステムをbootします。

j 8000 y:

:SDHC
read >> r :write >> w CP/M boot >> b key in:b
CP/M system boot !

:SDHC

62K CP/M VERS 2.2

A>

ちゃんとブートできました。速度もZ8S180のほうが早いような気がします。
(Z8S180は33MHz版を使用して、64Kram時はモニタ上で外部クロック16MHzを2倍速で動作させています。)

次はモニタ上でブートできるようにしたいと思います。
今回のソースを展開しました。

;z80 (Z8S180) cp/m V2.2 system read/write by Pinecone 2020/04/08

; Z8S180 cpu
; ram 0000h -- ffffh(MMU setting)
; External clock 16MHz

; Z8S180 serial communication (Ch0)
; extemal Clock
; 
; spi Interface (sd-card)
; i/o address 
;    INPUT-PORT    0x84(r) 74HC541
;    OUTPUT-PORT   0x84(w) 74HC574


; assembler
;  program start 8000H
;  main          8000H
;
; assemblers  ASxxxx and ASlink V5.10
; file name z8s180_cpm_rw005.asm
; $ asz80 -l -s -o z8s180_cpm_rw005.asm
; $ aslink -i z8s180_cpm_rw005
; $ z180_moni73(spi) l command Hex load jump 0x8000
;

        .z180

        ;;spi i/o port setting
INPUTP  .equ    0x84            ;;74HC541
OUTPUTP .equ    0x84            ;;74HC574

;OUTPUT-PORT
S_DI    .equ    7               ;0b10000000  D7
S_CS    .equ    6               ;0b01000000  D6
S_CLK   .equ    5               ;0b00100000  D5

;INPUT-PORT
DO      .equ    7               ;0b10000000  D7


TDR0    .equ    0x06    ;ch0 serial 
RDR0    .equ    0x08
STAT0   .equ    0x04
CNTLA0  .equ    0x00
CNTLB0  .equ    0x02


	.area	CPM_RW(ABS)

	.org	0x8000


; spi read, write. boot
;
;
start:
	call	init_spi
	ld	hl,rwg_msg
	call	msgout
	call	getchar
	call	putchar
	cp	"r"
	jr	z,read
	cp	"w"
	jr	z,write
	cp	"b"
	jr	z,cpm_boot
	ret
read:
	call	cr
	call	spi_read
	ret
write:
	call	cr
	call	spi_write
	ret

cpm_boot:
	ld	hl,0x0000		;CP/M system block 0x0000 start 
	ld	(rw_block_no),hl
	ld	hl,0x000b		;ccp+bdos >0x0b
	ld	(rw_block),hl
	ld	hl,0xdc00		;62K cp/m ccp top addr >> 0xdc00
	ld	(rw_addr),hl
	call	spi_read_go

	ld	hl,0x000b		;CP/M bios block 0x000b start 
	ld	(rw_block_no),hl
	ld	hl,0x0004		;bios >0x04 
	ld	(rw_block),hl
	ld	hl,0xf200		;62K cp/m bios top addr >> 0xf200
	ld	(rw_addr),hl
	call	spi_read_go

	ld	hl,cpm_boot_msg
	call	msgout

	jp	0xf200
	


init_spi:
        push    af
        xor     a
        set     S_CS,a          ;CS="H" 
        set     S_DI,a          ;DI="H"
        out0    (OUTPUTP),a
        ld      b,80            ;80 clok output
        call    loopspii
        pop     af
        xor     a
        out0     (OUTPUTP),a     ;CS="L" DI="L" CLK="L"

        call    cmd0_out
        cp      0x01
        jp      nz,init_err
        call    cmd8_out
        cp      0x01
        jp      nz,init_err
        call    cmd55_out
        cp      0x01
        jp      nz,init_err
        call    acmd41_out
        call    cmd58_out
        ld      a,(r7)
        bit     7,a
        jp      z,init_err
        bit     6,a
        jr      z,SD_ver2
        ld      hl,sdhc_msg
init_msg:
        call    msgout
	call	set_cs
        ret
SD_ver2:
        ld      hl,sd_ver2_msg
        jr      init_msg

init_err:
        ld      hl,spi_init_err_msg
        call    msgout
        ld	a,0x0d
        call	putchar
        jp      0x0000

set_cs:
	xor	a
	set     S_CS,a          ;CS="H"
	set	S_DI,a		;DI="H"
	out0    (OUTPUTP),a
        ret

cmd0_out: 
        ld      hl,cmd0
        call    cmd_out
        call    r1_resp
        ret
cmd8_out:
        call    dummy_data
        ld      hl,cmd8
        call    cmd_out
        call    r1_resp
        cp      0x01
        ret     nz
        ld      b,4
        ld      hl,r7
cmd8_r:
        call    resp
        ld      (hl),a
        inc     hl
        djnz    cmd8_r
        ld      a,0x01
        ret

cmd55_out:
        call    dummy_data
        ld      hl,cmd55
        call    cmd_out
        call    r1_resp
        ret

acmd41_out:
        call    dummy_data
        ld      hl,acmd41               ;sd-card Initialize
        call    cmd_out
        call    r1_resp
        cp      0x00
        ret     z
        call    cmd55_out
        jr      acmd41_out

cmd58_out:
        call    dummy_data
        ld      hl,cmd58
        call    cmd_out
        call    r1_resp
        push    af
        ld      b,4
        ld      hl,r7
cmd58_r:
        call    resp
        ld      (hl),a
        inc     hl
        djnz    cmd58_r
cmd58_r_d:
        ld      hl,r7
        ld      b,4
cmd58_r_d_loop:
        inc     hl
        djnz    cmd58_r_d_loop
        ld      a,0x0d
        call    putchar
        pop     af
        ret

cr:
        ld	a,0x0d
	call	putchar
	ret


spi_read:
	call	data_in
	cp	0x00
	ret	z
        ld      hl,yes_msg
        call    msgout
        call    getchar
	cp	"y"
	ret	nz
	call	spi_read_go
	call	cr
	ret

spi_write:
	call	data_in
	cp	0x00
	ret	z
	ld      hl,yes_msg
        call    msgout
        call    getchar
	cp	"y"
	ret	nz
	call	spi_write_go
	ret
	

data_in:
	call	cr
        ld      hl,rw_sblock_no_msg
        call    msgout
        call    input_hl
        cp      0x00
        jr      z,spi_data_in01
	call	cr 
        xor     a
        ret
spi_data_in01:					;read/write block no
	call	cr 
	ld	(rw_block_no),hl
	ld      hl,rw_block_msg
        call    msgout
        call    input_hl
        cp      0x00
        jr      z,spi_data_in02
        call    cr
        xor     a
        ret

spi_data_in02:
	call	cr
	ld	(rw_block),hl			;read/write block 
        ld      hl,rw_addr_msg
        call    msgout
        call    input_hl
	cp      0x00
        jr	z,spi_data_in03
        call    cr
	xor     a
        ret

spi_data_in03:
	call	cr
	ld	(rw_addr),hl			;read/write addr
	ld	a,0xff
	ret

spi_write_go:

	ld	hl,(rw_block_no)
 
        ld      a,(r7)
        bit     6,a
        jp      z,write_SD_ver2
        ld      a,h                   ;SDHC
        ld      (cmd25+03),a
        ld      a,l
        ld      (cmd25+04),a
        jr      spi_write4
write_SD_ver2:                        ;Ver2
        ld      a,h
        ld      (cmd25+02),a
        ld      a,l
        ld      (cmd25+03),a    


spi_write4: 

        call    dummy_data
        ld      hl,cmd25
        call    cmd_out
        call    r1_resp
        cp      0x00
        jp      nz,cmd25_err

        ld	d,0xff
	call	spi_8bit

sector_write_loop:
	ld	hl,(rw_addr)
	ld      d,0xfc				;cmd25 data token
        call    spi_8bit

;;	spi write 256byte 1st blok

        ld      b,0x00
cmd25_w:					;1st 256byte write
	ld	d,(hl)
	inc	hl
        call    spi_8bit			; D reg >> write data
        djnz    cmd25_w

;	2st write 256byte 1st blok
 
        ld      b,0x00
cmd25_w2st:					;2st 256byte write
	ld	d,(hl)
	inc	hl
        call    spi_8bit		 	; D reg >> write data
        djnz    cmd25_w2st

	ld	(rw_addr),hl

        ld      d,0xff
        call    spi_8bit    ;crc
        ld      d,0xff
        call    spi_8bit    ;crc

        call    r1_resp
        and     0x0f
        cp      0x05
        jr      nz,cmd25_err2

cmd25_wch:
        call    resp
        cp      0x00
        jr      z,cmd25_wch

	ld	d,0xff
	call	spi_8bit

	ld	hl,(rw_block)
	dec	hl

	ld	(rw_block),hl
	ld	a,h			;HL = 0?
	or	l
	jr	nz,sector_write_loop
	

	ld	d,0xfd			;cmd25 stop token
	call	spi_8bit 	
	ld	d,0xff
	call	spi_8bit
cmd25_wch2:
	call	resp
	cp	0x00
	jr	z,cmd25_wch2

	call	dummy_data
	call	set_cs			;set CS
	ld	hl,rw_ok_msg
	call	msgout
	call	cr
	xor	a
	ret

cmd25_err: 
cmd25_err2:
	ld	hl,cmd25_err_msg
	call    msgout
	call	set_cs			;set CS
	ld	a,0x01
	ret




spi_read_go:
	ld	hl,(rw_block_no)
 
        ld      a,(r7)
        bit     6,a
        jp      z,read_SD_ver2
        ld      a,h                   ;SDHC
        ld      (cmd18+03),a
        ld      a,l
        ld      (cmd18+04),a
        jr      spi_read01
read_SD_ver2:                        ;Ver2
        ld      a,h
        ld      (cmd18+02),a
        ld      a,l
        ld      (cmd18+03),a    


spi_read01: 

        call    dummy_data
        ld      hl,cmd18
        call    cmd_out
        call    r1_resp
        cp      0x00
        jp      nz,cmd18_err

sector_read_loop:
cmd18_st:
        call    r1_resp                 ;read data start response?
        cp      0xfe                    ;data start byte 0xfe?
        jr nz,  cmd18_st

	ld	hl,(rw_addr)

        ld      b,0x00
cmd18_r:
	call	resp				;read data
	ld	(hl),a
	inc	hl
        djnz    cmd18_r

;	2st dummy read
 
        ld      b,0x00
cmd18_r2st:					;2st 256byte write
	call	resp
	ld	(hl),a
	inc	hl
        djnz    cmd18_r2st

	ld	(rw_addr),hl

        call    resp                    ;crc Skipping read
        call    resp                    ;crc Skipping read

	ld	hl,(rw_block)
	dec	hl
	ld	(rw_block),hl
	ld	a,h			;HL = 0?
	or	l
	jr	nz,sector_read_loop

        ld      d,0xff                  ;dummy data 0xff(cs low)
        call    spi_8bit


       	ld      hl,cmd12		;stop cmd
        call    cmd_out                 ;cmd12 Issue
	ld	d,0xff
	call	spi_8bit
        call    r1_resp
        cp      0x00                    ;response is 0x00 read mode OK?
        jr      nz,cmd18_err

cmd18_wch:
	call	resp
	cp	0x00
	jr	z,cmd18_wch

	call	set_cs

	xor	a
	ret


;; 1 sector write 


cmd18_err: 
cmd18_err2:
	ld	hl,cmd25_err_msg
	call    msgout
	call	set_cs
	ld	a,0x01
	ret


;**************************************************
cmd_out:                        ;command out
        push    hl
        push    bc
        ld      b,0x06          ;command line word count
cmd_out1:
        ld      d,(hl)          ;command line area
        call    spi_8bit
        inc     hl
        djnz    cmd_out1
        pop     bc
        pop     hl
        ret
r1_resp:
        call    resp
        cp      0xff
        jr      z,r1_resp
        ret

resp:
        ld      d,0xff  
        call    spi_8bit
        ld      a,e
        ret

cmd0_msg:
        .str    "CMD0:"
        .db     0x00

dummy_data:
        xor     a
        set     S_CS,a          ;CS="H"
        set     S_DI,a          ;DI="H"
        out0    (OUTPUTP),a
        ld      b,8            ;1clok output
        call    loopspii
        xor     a
	set     S_CS,a          ;CS="H"	
	set	S_DI,a		;DI="H"
        out0    (OUTPUTP),a
        ret
loopspii:
        res     S_CLK,a         ;CLK    L
        out0    (OUTPUTP),a
        nop
        nop
        nop
        nop
        nop
        nop
        nop
        nop

        set     S_CLK,a         ;CLK    H
        out0    (OUTPUTP),a
        nop
        nop
        nop
        nop
        nop
        djnz    loopspii
        ret

spi_8bit:                       ;outdata Dreg,inputdata Ereg
        push    bc
        ld      c,0x00
        ld      b,0x08        
loopspi:
        xor     a
        rlc     d
        rra
        res     S_CLK,a         ;CLK    L
        out0    (OUTPUTP),a
        nop
        nop
        nop
        nop
        nop
        nop
        set     S_CLK,a         ;CLK    H
        out0    (OUTPUTP),a
        in0     a,(INPUTP)
        rlca
        rl      e
        djnz    loopspi
        xor     a
	set	S_DI,a		;DI  H
        out0    (OUTPUTP),a
        pop     bc
        ret
msgout:
        ld      a,(hl)          ;(HL)reg is output disp at 0x00
        cp      0x00
        ret     z
        call    putchar
        inc     hl
        jr      msgout

hex_a_disp:                     ;Areg(HEX) >> putchar(areg)
        push    af
        rrca                    ;7-4bit Right shift
        rrca
        rrca
        rrca
        call    hex_ascii       ;3-0bit Hex >> Hex ascii(0-F)
        call    putchar         ;7-4bit putchar
        pop     af
        call    hex_ascii       ;3-0bit Hex >> Hex ascii(0-F)
        call    putchar         ;3-0bit putchar
        ret

hex_ascii:                      ;Areg(HEX) >> Areg(ascii code)  
        and     a,0x0f
        cp      0x0a
        jr      c,ascii0_9
        add     0x37
        ret
ascii0_9:
        add     0x30
        ret

input_l:                        ;input Lreg hex (1byte)
        push    bc
        ld      b,0x02
        jr      input_loop

input_hl:                       ;input HLreg hex (2byte)
        push    bc
        ld      b,0x04
input_loop:
        ld      hl,0x0000       ;HL reg cler
        jr      input_hl2
shift_hl:
        add     hl,hl           ;HL reg shift left 4bit
        add     hl,hl
        add     hl,hl
        add     hl,hl
input_hl2:
        call    getchar         ;input ascii hex 1char
        call    putchar
        call    ascii_hex       ;ascii hex 1char >> Areg
        cp      0xff
        jr      z,input_hl_err
        and     0x0f            ;Areg low order 4bit >> Lreg
        or      l
        ld      l,a
        djnz    shift_hl
input_hl_end:
        pop     bc
        xor     a               ;OK >> Areg 0x00
        ret
input_hl_err:
        ld      a,0xff          ;NG >> Areg 0xff
        pop     bc
        ret

ascii_hex:
        sub     0x30
        jr      c,err_hex
        cp      0x0A            ;0-9
        jr      c,hex_1_9
        sub     0x11
        cp      0x06            ;A-F
        jr      c,hex_A_F
        sub     0x20
        cp      0x06            ;a-f
        jr      nc,err_hex
hex_A_F:
        add     0x0a
hex_1_9:
        ret
err_hex:ld      a,0xff
        ret

getchar:			
	in0     a,(STAT0)
	rlca
        jr      nc,getchar
	in0     a,(RDR0)
	and	0x7f
	ret		

putchar:
	push	af
putchar01:
	in0     a,(STAT0)
        bit     1,a
        jr      z,putchar01
	pop	af
        out0     (TDR0),a
	ret



com_init:
        push    af
        ld      a,0x64
        out0    (CNTLA0),a
        ld      a,0x07
        out0    (CNTLB0),a
        pop     af      
        ret

sdhc_msg:
        .str    ":SDHC"
        .db     0x0d
        .db     0x00    
sd_ver2_msg:
        .str    ":SD Ver2"
        .db     0x0d
        .db     0x00
spi_init_err_msg:
        .str    "Spi Init Err"
        .db     0x0d
        .db     0x00  
cmd17_err_msg:
        .str    "cmd17 Err"
        .db     0x0d
        .db     0x00  
cmd24_err_msg:
        .str    "cmd24 Err"
        .db     0x0d
        .db     0x00  
cmd25_err_msg:
        .str    "cmd25 Err"
        .db     0x0d
        .db     0x00  
rw_sblock_no_msg:
        .str    " read/write start block No:"
        .db     0x00

rw_block_msg:
        .str    " read/write block:"
        .db     0x00
rw_addr_msg:
        .str    " read/write addr:"
        .db     0x00
yes_msg:
        .str    " Yes:"
        .db     0x00
rw_ok_msg:
        .str    " read/write ok!"
        .db     0x00
rwg_msg:
        .str    " read >> r :write >> w  CP/M boot >> b key in:"
        .db     0x00
cpm_boot_msg:
	.db	0x0d
        .str    " CP/M system boot !"
	.db	0x0d
        .db     0x00

cmd0:                           ;;48bit(6byte) Fixed length 
        .db     0x40            ;;command index 
        .db     0x00            ;;argument
        .db     0x00            ;;argument
        .db     0x00            ;;argument
        .db     0x00            ;;argument
        .db     0x95            ;;CRC  
cmd8:
        .db     0x48
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x01
        .db     0xaa
        .db     0x87
cmd55:
        .db     0x77
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0xff
acmd41:
        .db     0x69
        .db     0x40
        .db     0xff
        .db     0x80
        .db     0x00
        .db     0xff
cmd58:
        .db     0x7a
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0xff

cmd16:
        .db     0x50
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x02
        .db     0x00
        .db     0xff

cmd17:
        .db     0x51
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x02
        .db     0x00
        .db     0xff
cmd18:
        .db     0x52
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0xff
cmd12:
        .db     0x4c
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0xff
cmd23:
        .db     0x57
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0xff
cmd24:
        .db     0x58
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0xff
cmd25:
        .db     0x59
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0x00
        .db     0xff
r7:
        .ds     4 
rw_block_no:
	.ds	2
rw_block:
	.ds	2
rw_addr:
	.ds	2	

	.end

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