FM=7のハードウェアエミュレーションをFPGAで実行するプロジェクトを遂行していましたが、FM-7のROMイメージもZ80カードI/Fを用いることにより、すんなり抜き出すことができました。

それをVivadoに持ち込むにあたって、COEファイルという形式に変換し、OpenCoresからダウンロードした6809を動かしたのですが、動作しないようです。実機の動作と比較するために、実機にはロジックアナライザを接続しました。

前記事のArduino-Z80I/FカードにはFM-7の内部バスが現れているので、実はArduinoは動かさなくても、ロジックアナライザを接続すれば、メインCPUである6809の動作が把握できます。ロジックアナライザも昔は数百万円したかと思いますが、私の購入したものは17,000円くらいでした。これで32CH 200K 400MSa/sですから、アドレス、データ、主要制御信号を観測するのに十分です。

●Arduinoマイコンが870円(送料別) https://www.banggood.com/RobotDyn-Mega-2560-PRO-Embed-CH340G-ATmega2560-16AU-Development-Module-Board-With-Pin-Headers-For-Arduino-p-1397734.html

●ボード作成が5枚で4.9 USD https://www.fusionpcb.jp/

●コネクタは少々高くて743円(送料別) https://jp.rs-online.com/web/p/pcb-headers/6020498/

●ロジックアナライザは消耗品ではないので高いですが、それでも17,299円 https://www.banggood.com/Hantek-4032L-Logic-Analyzer-32Channels-USB-Oscilloscope-Handheld-2G-Memory-Depth-Osciloscopio-Portat-p-1376105.html

のように比較的気軽に試すことができます。

さて、このような環境でFPGAのシミュレーションを実行したら、おかしな点を見つけました。具体的にはJMP命令が動作しません。著者に連絡を取り、報告したところ、「It doesn't surprise me that a couple (or more) things do not work.」とのことで、自分でなんとかするしかなさそうです。FM-7システムの中で6809をデバッグするのは大変なので、新たに図のような単体テスト環境を作成しました。

6809 CPUに、リセット、クロック、ROMを接続しただけです。RAMはありません。このROMに以下のようなテストプログラムを置き、実行させたところ、

FF00　　　　　　　　　start　 org　　 \$ff00
　　　　　　　　　　　
FF00　8EFF12　　　　　　　　　ldx　　 #lab1
　　　　　　　　　　　;　　　 jmp　　 0,x
FF03　6E00　　　　　　　　　　fcb　　 \$6e,\$00
　　　　　　　　　　　
FF05　8EFF15　　　　　lab2　　ldx　　 #lab3
FF08　6E01　　　　　　　　　　jmp　　 1,x
　　　　　　　　　　　　　　　
FF0A　8EFF12　　　　　lab4　　ldx　　 #lab1
FF0D　6E84　　　　　　　　　　jmp　　 ,x
FF0F　7EFF0F　　　　　　　　　jmp *
　　　　　　　　　　　　　　　
FF12　7EFF05　　　　　lab1　　jmp　　 lab2
FF15　12　　　　　　　lab3　　nop
FF16　7EFF0A　　　　　　　　　jmp　　 lab4
　　　　　　　　　　　
FFFE　　　　　　　　　　　　　org　　 \$fffe
FFFE　FF00　　　　　　　　　　fdb　　 start
　　　　　　　　　　　;
0000　　　　　　　　　　　　　end

最初の\$FF03番地のJMPを、JMPせずに実行してしまいます。JMP命令でもインデックスアドレシングのみ動作しないようです。ちなみに、JMP ,XとJMP 0,Xは動作は同じですが、オペコードは異なります(\$6E,\$00と\$6E,\$84)。が、動作が同じであるため、JMP ,Xと書いてもJMP 0,Xのオペコードがアセンブラから出力されるため、やむなく上記のようにFCBで記述しました。

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