Rabbit2000
Z80

Z80(Rabbit2000)に萌えたい。4－RAM動作確認

今回はRAMの動作確認を行っていきます。

今回配置するRAMの論理アドレスと物理アドレスの関係は下記のようになります。

ROMは0x0000~0X7fffまでROM容量に応じてアドレスを占領します。
RAMは、６４K論理アドレス空間の0x8000～0xffffを3分割します。
DATA　SEGMENTとSTACK SEGMENTは任意の上位4ビットのアドレスを指定できますが、XPCの開始アドレス　0xe000は固定です。
DATA SEGMENTとSTACK SEGMENTの開始アドレスの指定は、SEGSIZEレジスタで指定します。上位4bitがSTACK SEGMENTの開始アドレス上位4ビットを指定し、下位4bitでDATA SEGNENTの開始アドレス上位4bitを指定します。
ここでは、
　STACK SEGMENT = 0xa000 なので上位4bitは　0xa
　DATA SEGMENT = 0x8000 なので上位4bitは　0x8
　したがって、
　SEGSIZE = 0xa8 になります。

論理アドレスを物理アドレスに関連付けるには、STACK SEGMENTの物理ベースアドレスSTAKSEGレジスタから論理アドレスを引いたアドレスとDATA SEGMENTの物理ベースアドレスDATASEGレジスタから論理アドレスを引いたアドレスを設定します。
各物理アドレスの上位８bitを指定します。
STACK SEGMENTの物理ベースアドレス　0x4a000-0xa000の上位8bitは　0x40
DATA SEGMENTの物理ベースアドレス 0x48000-0x8000の上位8bitは　0x40
したがって、
STACKSEG =0x40
DATASEG　=0x40

XPCも同様に物理アドレスから論理アドレスを引いたアドレスの上位8bitを指定します。
XPCの物理ベースアドレス 0x4e000-0xe000の上位8bitは　0x40
したがって
xpc＝0x40
XPCについては、ld xpc命令などでセグメント形式で可変することができるようで、この領域はいろいろ用途が広がっているみたいです。

以上のように、MMU関連のレジスタを設定することでRAMを論理アドレスに割り当てることができそうです。

実際にプログラムしていきます。

各レジスタを定義付けします。（MMIDRは定義付けだけ行っています）

;;MMU: Memory Bank 1 Control Ragister
MB1CR	.equ	0x15
;;MMU: MMU Instruction/Data Register
MMIDR	.equ	0x10
;;MMU: Data Segment Register(Z180 BBR)
DATASEG	.equ	0x12
;;MMU: Segment Size Register(Z180 CBAR)
SEGSIZE	.equ	0x13
;;MMU: Stack Segment Register(Z180 CBR)
STACKSEG	.equ	0x11

RAMを物理アドレスに関連付けます。
開始アドレス　0x04000(MB1CR) 　CS1、OE1、WE1で制御

	ld	a,0b00000101
	ioi ld	(MB1CR),a		;0x400000 Use /OE1 or /WE1 Use CS1 (RAM)


MMU関連の初期設定を行います。
STACKSEG =0x40
DATASEG　=0x40
SEGSIZE = 0xa8
xpc＝0x40

ld  a,0x40          ;MMU Data Reg Physics address 0x40000 (CS1)
ioi ld  (DATASEG),a
ld  a,0x40          ;MMU Stack Reg Physics address 0x40000 (CS1)
ioi ld  (STACKSEG),a
ld  a,0xa8          ;MMU Segsize logic Data address 0x8000 (CS1:0x48000)
ioi ld  (SEGSIZE),a     ;MMU Segsize logic Stack address 0xa000 (CS1:0x4a000)

ld  a,0x40          ;MMU XPC Physics address 0x40000 (CS1:0x4e000)
ld  xpc,a


確認プログラムは、０ｘ８０００番地に0x80(CLK=Low)を書き込み、再度読み出し、CLK端子をLowにしてLEDを消灯します。

main:	
	ld	a,0x80			;CLK(1pin) low
	ld	hl,0x8000		;ram top address 0x8000
	ld	(hl),a
	ld	a,(hl)
	ioi ld	(GOCR),a
	
loop:
	jr	loop

全体的なプログラムは下記のおとりです。

; rabbit2000 ram check
;
; rabbit2000 cpu
; rom 0000h -- 7fffh
; ram 8000h -- ffffh
; External clock 19.6608MHz

; assembler
;  program start 0000H
;  main          0100H
;
; assemblers  ASxxxx and ASlink V5.10
; file name rabbit2000_ram_check.asm
; $ asrab -l -s -o rabbit2000_ram_check.asm
; $ aslink -i rabbit2000_ram_check
; $ rom-writer TL866-2 plus rabbit2000_ram_check.ihx
;

	.r2k

       	.area TEST(ABS)

;;Global Control/Status Register
GCSR	.equ	0x00
;;Global Output Control Register
GOCR	.equ	0x0e
;;MMU: Memory Bank 0 Control Ragister
MB0CR	.equ	0x14
;;MMU: Memory Bank 1 Control Ragister
MB1CR	.equ	0x15
;;MMU: MMU Instruction/Data Register
MMIDR	.equ	0x10
;;MMU: Data Segment Register(Z180 BBR)
DATASEG	.equ	0x12
;;MMU: Segment Size Register(Z180 CBAR)
SEGSIZE	.equ	0x13
;;MMU: Stack Segment Register(Z180 CBR)
STACKSEG	.equ	0x11



	.org	0x0000
	jp	start
	
	.org	0x0080
start:
 	ld	a,0b00001000		;proc=OSC,pclk=osc,periodic interrupt=disable
	ioi ld	(GCSR),a
	ld	a,0x00
	ioi ld	(MB0CR),a		;0x000000 Use /OE0 Use CS0 (ROM)	
	ld	a,0b00000101
	ioi ld	(MB1CR),a		;0x400000 Use /OE1 or /WE1 Use CS1 (RAM)

	ld	a,0x40			;MMU Data Reg Physics address 0x40000 (CS1)
	ioi ld	(DATASEG),a
	ld	a,0x40			;MMU Stack Reg Physics address 0x40000 (CS1)
	ioi ld 	(STACKSEG),a
	ld	a,0xa8			;MMU Segsize logic Data address 0x8000 (CS1:0x48000)
	ioi ld	(SEGSIZE),a		;MMU Segsize logic Stack address 0xa000 (CS1:0x4a000)
	
	ld	a,0x40			;MMU XPC Physics address 0x40000 (CS1:0x4e000)
	ld	xpc,a
	
	jp	main
	
	.org	0x0100
main:	
	ld	a,0x80			;CLK(1pin) low
	ld	hl,0x8000		;ram top address 0x8000
	ld	(hl),a
	ld	a,(hl)
	ioi ld	(GOCR),a
	
loop:
	jr	loop	

	.end

HEXファイルです。

:03000000C38000BA
:200080003E08D33200003E00D33214003E05D33215003E40D33212003E40D33211003EA852
:0B00A000D33213003E40ED67C30001A7
:0D0100003E80210080777ED3320E0018FE75
:00000001FF

同じように、スタックを設定し、push、pop命令で確認しました。

main:	ld      sp,0xe000     		;stack pointer set
	ld	a,0x80			;CLK(1pin) low
	push	af
	nop
	nop
	pop	af
	ioi ld	(GOCR),a
	
loop:
	jr	loop

全体のプログラムです。

; rabbit2000 ram check
;
; rabbit2000 cpu
; rom 0000h -- 7fffh
; ram 8000h -- ffffh
; External clock 19.6608MHz

; assembler
;  program start 0000H
;  main          0100H
;
; assemblers  ASxxxx and ASlink V5.10
; file name rabbit2000_ram_sp_check.asm
; $ asrab -l -s -o rabbit2000_ram_sp_check.asm
; $ aslink -i rabbit2000_ram_sp_check
; $ rom-writer TL866-2 plus rabbit2000_ram_sp_check.ihx
;

	.r2k

       	.area TEST(ABS)

;;Global Control/Status Register
GCSR	.equ	0x00
;;Global Output Control Register
GOCR	.equ	0x0e
;;MMU: Memory Bank 0 Control Ragister
MB0CR	.equ	0x14
;;MMU: Memory Bank 1 Control Ragister
MB1CR	.equ	0x15
;;MMU: MMU Instruction/Data Register
MMIDR	.equ	0x10
;;MMU: Data Segment Register(Z180 BBR)
DATASEG	.equ	0x12
;;MMU: Segment Size Register(Z180 CBAR)
SEGSIZE	.equ	0x13
;;MMU: Stack Segment Register(Z180 CBR)
STACKSEG	.equ	0x11



	.org	0x0000
	jp	start
	
	.org	0x0080
start:
 	ld	a,0b00001000		;proc=OSC,pclk=osc,periodic interrupt=disable
	ioi ld	(GCSR),a
	ld	a,0x00
	ioi ld	(MB0CR),a		;0x000000 Use /OE0 Use CS0 (ROM)	
	ld	a,0b00000101
	ioi ld	(MB1CR),a		;0x400000 Use /OE1 or /WE1 Use CS1 (RAM)

	ld	a,0x40			;MMU Data Reg Physics address 0x40000 (CS1)
	ioi ld	(DATASEG),a
	ld	a,0x40			;MMU Stack Reg Physics address 0x40000 (CS1)
	ioi ld 	(STACKSEG),a
	ld	a,0xa8			;MMU Segsize logic Data address 0x8000 (CS1:0x48000)
	ioi ld	(SEGSIZE),a		;MMU Segsize logic Stack address 0xa000 (CS1:0x4a000)
	
	ld	a,0x40			;MMU XPC Physics address 0x40000 (CS1:0x4e000)
	ld	xpc,a
	
	jp	main
	
	.org	0x0100
main:	ld      sp,0xe000     		;stack pointer set
	ld	a,0x80			;CLK(1pin) low
	push	af
	nop
	nop
	pop	af
	ioi ld	(GOCR),a
	
loop:
	jr	loop	

	.end

HEXファイルです。

:03000000C38000BA
:200080003E08D33200003E00D33214003E05D33215003E40D33212003E40D33211003EA852
:0B00A000D33213003E40ED67C30001A7
:0F0100003100E03E80F50000F1D3320E0018FE12
:00000001FF

次回はシリアル通信を確認していきたいと思います。

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