R800

R800 CPU

R800は、1990年に株式会社アスキーが開発し、アスキー三井物産セミコンダクタ株式会社︵当時︶が製造した、Z80バイナリ互換の命令セットを持つ16ビットプロセッサ。MSXturboRのCPUに採用された。外部データバスは8ビットであり、DRAMインタフェース、割込み制御、DMAコントローラなどを備える。

概要

アスキーはMSXturboRを開発するにあたって、搭載するCPUの候補として、Z80互換・非互換を含めて様々な既存の物を検討していた。当時、社内にいた岸岡和也が独力でASICを使用したZ80高速版の研究をしており、これを元にしてMSX向けにカスタマイズし、採用することとなった。

Rは﹁RISC﹂の頭文字である。RISCかCISCか、という議論では、内部構造はRISCであるが、Z80バイナリ互換のために完全なロード・ストア型の命令セットではない。しかしZ80の命令は典型的CISC︵たとえばVAX︶に比べれば十分シンプルである。よって、﹁Z80互換の命令セットを持ちRISCの内部構造で実装されたプロセッサ﹂とでもするのが妥当なところと思われる。

特徴

●Z80命令コード上位コンパチブル
●M1サイクルを廃止するなど、メモリアクセスサイクルを高速化。

●アドレスの上位バイトが変化しないとき︵下位8ビットのみ変化するとき︶にアクセスを高速化するページアドレスモードを導入。

●IX,IYレジスタを8ビットで使用するなどの隠し命令を正式サポート。

●16ビットALU︵演算論理装置︶を備え、演算能力を向上。
●乗算機能︵32ビット、16ビット︶を追加。

●16bit演算が8bit演算と同等の速度に。

●24ビット幅 16MBのアドレス空間をサポート︵MMU︶。
●DRAMインターフェースを内蔵し、直接DRAMを接続してリフレッシュやノーウェイトのアクセス制御が可能。

●外部からDRAMアクセスするためのアービトレーション(調停)機能内蔵。

●クロックジェネレータ内蔵
●MSXturboRでは28.63636MHzで動作し、4分周した7.159090MHzがシステムクロックとして出力される。
●従来のMSX(Z80A 3.579545MHz、M1サイクル1ウェイト)比で、単純なM1サイクル命令で10倍速、など。

●従来のZ80互換割込みモードのほか、従来の割込みとは排他的使用で新たに7種類の割込みモードを備える。
●Z80互換割込み信号‥NMI#、INT#

●新割込み信号 ‥NINT1#～7#

●DMAコントローラ内蔵
●チャンネルは2つ(DMA0、DMA1)内蔵。

●メモリtoメモリ、I/O to メモリ、メモリ to I/O、I/O to I/Oの転送が可能。

●転送アドレスは24ビットリニア指定可能。

●DMAアドレス自動インクリメント機能内蔵。

●パッケージは100ピン0.65mmピッチQFP︵フラットパッケージ︶を採用。

その他

DMA・MMUは互換性確保のためMSXturboRでは使用されておらず、アドレス空間の拡張はメモリマッパ機能︵バンク切り替え︶により実現されている。また、MSXturboRではMSX2+までとの互換性維持のためにZ80相当品も搭載し︵相当する機能が搭載しているMSX-ENGINEに含まれていた︶、R800と排他切替して使用している。

MSXturboR﹁FS-A1ST﹂はR800を搭載して発売したものの、一方で搭載予定だった新VDPの開発が間に合わず、既存の低速なV9958のままで製品化されたため、高速化されたCPUが十分に生かされたとは言いがたかった。

出典

(一)^ ﹁MSXturboR開発秘話﹂﹃MSXマガジン﹄1990年11月号、p.70

(二)^ [1]R800ユーザーズマニュアル 暫定版

(三)^ [2]MSXturboRに関するハードウェア資料

外部リンク

MSX turbo R Technical Hand Book - 23～26ページにR800 CPUの概要、166～186ページにインストラクション表がある。