デジカメ昔ばなしから始まる昔話(マイコン系)

ウチューじん・ささき @uchujin17

@ideodelta @masatoshiitoh 89年というと2インチディスクを使うアナログのスチルカメラではなさそうですね…ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB…

ウチューじん・ささき @uchujin17

99年にはじめてリノ・エアレースを訪れたときはまだデジカメの画質が心もとなかったので、フィルムカメラを持って行ってプリントの代わりにフォトCDを焼いて貰ったんだったよなぁ。

猫ノ宮美也 @nekonomiya2

@uchujin17 懐かしいにゃ、フォトCD。結構高かったにゃ。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@nekonomiya2 最初で最後のフォトCDになりました(´Д｀)

Masahiro O @singlefather_jp

@uchujin17 やはり我々世代が何かいろいろ変わり目みたいな。一つ上までは、そんなことやってた様な印象が。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@singlefather_jp ワンボードマイコンといえば NEC TK-80 (1976) が実態以上に有名ですが、定価で９万円近くする TK-80 を買えたのはオトナか大学生(研究室の予算)で、ナイコン族の中高生には高値の花でした。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@singlefather_jp TK-80よりも安価(それでも5万円級)で高機能なマイテックMP-85や中日電工ND-80Zを夢見ながら小遣いを溜めているうちにパソコンが発売され、80年代に入ると中古のMZ-80やPC-8001が5万円前後で出回るようになって。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@singlefather_jp いわゆる第一次パソコンブーム、猫も杓子もBASICになって、マシン語と手配線のボードマイコンは急速に表舞台から消えてゆきます。80年代以後にわざわざボードマイコン自作というのは余程の物好きでした。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@singlefather_jp ただ、雑誌「プロセッサ」はそういった「余程の物好き」が最後に集う場所として80年代終わりまで存続します。同誌が「ソフトウェア・デザイン」に変わったとき、本当にボードマイコンの時代は終わったと感じました。

ウチューじん・ささき @uchujin17

デジカメから始まったRAMの話で何かが引っ掛かっていたんだけど、寝ようとしていてふっと思い出した。RAS/CASの２サイクルじゃなくフラットアドレスで読み書きできるDRAM、「擬似SRAM」というのがあったんだ。

ウチューじん・ささき @uchujin17

半導体メモリは基本的に「碁盤の目」みたいな構造になっていて、LSI上の縦横配線の交差点に１ビットづつの情報を抱えている。それ自体はSRAMもDRAMも違わない。なのになぜDRAMが面倒な２サイクルアドレスかというと、DRAMが破壊読み出しだからだ。

ウチューじん・ささき @uchujin17

DRAMはコンデンサーの蓄電状態で情報を保持している。読み出すと蓄積されていた電荷は流れ出すから、情報は失われてしまう。なので読み出した後に同じ情報を書き戻してやらなければならない。

ウチューじん・ささき @uchujin17

DRAM内部での読み出し・書き戻しは「碁盤の目」の縦の通り(ラスター)単位で行われる。RAS信号を与えてラスターを選択すると、選択された通り１本分の情報が読み出されてコピーされる。この読み出しによってその通りの情報はすべて０に戻るけれど、コピーした情報を書き戻すことで復旧する。

ウチューじん・ささき @uchujin17

これがいわゆるリフレッシュ動作であり、CPUの活動とは無関係に一定時間に一回「ダミーの読み出し」を行い、そのRASアドレスが巡回するようにしなければならなかった。これをリフレッシュカウンターと呼ぶ。

ウチューじん・ささき @uchujin17

DRAMチップのはRAS/CASでアドレス信号が共用されていて、アドレス幅はチップ容量の半分の幅しかない。例えば64KbitのDRAMはアドレス8bitしかなく、CPUからのA0-A7、A8-A15をRASとCASで切り替えて与える。このために２入力のセレクタが必要になる。

ウチューじん・ささき @uchujin17

しかしリフレッシュ動作は「CPUの活動とは無関係に巡回するRASアドレス」が必要なので、セレクタは３入力が必要になる。３入力セレクタというICは無いので、実際には４入力の１系統を未使用で使うことになる。

ウチューじん・ささき @uchujin17

２入力なら１チップ４回路(74157)入っているのに、４入力は２回路しか入っていない(74155)ので、８ビットアドレスを生成するのに４チップ必要になる。更にRASカウンタ生成回路も別途必要になる。この配線はと～っても面倒くさかった。

ウチューじん・ささき @uchujin17

155じゃない153だ、昔は暗記していた74シリーズの名前もさすがに忘れてきたな。ビバ老人力。

ウチューじん・ささき @uchujin17

ザイログ社のZ-80はCPUにリフレッシュ回路を内蔵し命令フェッチ直後の「考え中」のサイクル(M1)にRASアドレスを出力する機能を備えていたので、外付けカウンタ不要、２入力セレクタでDRAMが接続できた。Z-80が8bitの覇者になったのはこの辺の使いやすさも理由だろう。

ウチューじん・ささき @uchujin17

ただ、Z-80が設計された時はまだアドレス幅7bitの16Kbit DRAMが最新だったので、Z-80のM1サイクルも7bitのRASアドレスしか出力しないというオチャメな一面もあった。64K DRAM接続時にはbit7だけ３入力で特別扱いしたはず。

ウチューじん・ささき @uchujin17

6502や6800などリフレッシュ機能のないCPUでも２入力セレクタ・リフレッシュカウンタ無しでDRAMを接続し、CPUのタイマー割り込みでダミー読み出しを行う「ソフトウェア・リフレッシュ」という荒業もあった。

ウチューじん・ささき @uchujin17

Z-80はベストセラーになったけれど、リフレッシュ機能内蔵のCPUというのは他に例がほとんど無く、やがて16bit時代になると8086でも68000でもまた３入力セレクタとリフレッシュカウンタが必要になってしまった。

ウチューじん・ささき @uchujin17

CAS before RAS(CBR)リフレッシュというのはそんな時代に出てきたDRAMの新機能で、カウンタとアドレス切り替え機能をRAMチップの側に内蔵し、RAS/CAS信号を通常とは逆順に入れると自動的にRAS巡回してくれるものだった。

ウチューじん・ささき @uchujin17

CBRとほぼ同時期にオートリフレッシュという機能も出た。これはCPUが節電状態に入ってRAS/CAS信号が止まる場合でも、REF信号を一定時間以上保持することで、RAMに内蔵されたタイマーが起動してリフレッシュを自動実行するもの。

ウチューじん・ささき @uchujin17

擬似SRAMはこういった「DRAM側にリフレッシュ機能を持たせる」潮流のなかで出てきたもので、RAS/CASの２段タイミング発生機能もチップに搭載し、２入力のセレクタも不要でアドレスバスをチップに直結できるというものだった。