TTL でCPUを作成、16bitの手作りコンピューター TANACOM-1 誕生

Overview

その名は、TANACOM-1

田中が作るコンピュータの1号機、その名を、「TANACOM-1 」、思いっきり直球です。


CPU は、74シリーズのTTL 146個

CPU本体は、アルミ板 ( 50cm x 30cm ) にシリコングリスを塗ったTTL-ICをひっくり返して貼り付けられています。

外観

そのアルミ板の上に、ALU等 MSI ( 中規模集積回路 )含めて IC 127個が載って、CPUの中核が構成されています。
フロントパネルのLED表示部にはIC 19個を使用。
合わせて 146個で、TANACOM-1のCPUが作られました。

メインのCPUボードの上に搭載されているのは、メイン・メモリユニットとキャラクターディスプレー回路(VRAM)です。

上部より

命令数はたった26、パイプライン処理やキャッシュ処理も無しですが、この規模だったから、何とか手作りに成功する事が出来たと思います。

CPUの実行速度

TANACOM-1は、10MHzのクロックを発信し、それを1/3して各フェーズを実行していくステートマシンになっており、1命令の実行速度は、0.9 μS~1.8 μSになります。
今、皆さんが普段使っているパソコンと比べると、1/200~1/300のスピードです。




何故、ミニコン?

写真を見てお判りのとおり、装置名が「MINI COMPUTER」となっております。
この当時、マイクロコンピュータとは、

  1. マイクロプロセッサーを搭載したコンピューター
  2. マイクロプログラム方式のコンピューター

と2つの意味がありました。
TANACOM-1は、マイクロプロセッサーは使っていませんし、マイクロプログラム方式ではなく、ランダムロジック方式でしたので、「マイクロ」ではなく、当時コンピューターで一番小さなカテゴリーである「ミニコンピューター」という名称を採用したのでした。



TANACOM-1の CPUアーキテクチャー

  • 命令長 16bit固定
  • 汎用レジスタ数 2 (R0 , R1)
  • 命令数 26
  • Data Bus 16bit
  • Address Bus 16bit
  • ループ専用カウンタ 1 ( CNT )
  • 特殊レジスタ 1 ( スイッチレジスタ SWR )
  • インターバルタイマ 1 ( 100μS ~ 100S )
  • 割込 あり、1レベル
  • Clock 水晶10MHz x 1/3
  • Main Memory 最大32K word ( 64Kbyte )
  • 入出力 Memory Mapped IO

アドレッシング

  • ページアドレス方式  ・・・ 1ページ 256 word
  • カレントページ内直接
  • ゼロページ内直接(分岐命令のみ)
  • インデックス
  • 間接
  • イミデート(即値)

Block Diagram

BlockDiagram

  • 各ブロックの説明
記号 名    称 主な構成部品
SWR  Switch Registar  3Pトグルスイッチ x 16
IR  Instruction Register  SN74198 x 1
   Control Logic  SN74154 x 2 + その他ロジックIC
PC  Program Counter  SN74161 x 4
SCR  Scratch Register  SN74198 x 2
CNT  Loop Counter  SN74161 x 2
   Interval Timer  SN7490 x 9 + SN7475
   Condition Flag  SN7473 x 2
ALU  Arithmetic Logic Unit  SN74181 x 4 + SN74182
   SELECTOR  SN74157 x 4
R1  Index Register  SN74198 x 2
R0  Accumulator  SN74198 x 2
   各 BUS  SN74125 , SN74365



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