FMシリーズを語るスレ Part 15

244 ：ナイコンさん ：2018/09/07(金) 22:50:12.09 ID:FdrdjrDR0.net

>>242
カセットへのSAVE/LOAD の成功、おめでとうございます。
これでメデタシメデタシとしたいところではありますが、やはりツクモの倍速基板の回路では問題
がありますので追加の検証結果をお知らせします。
メインCPUに与える標準速(低速側)のクロック信号に問題が出そうだと思ったので、手持ち部品を
漁って似たような環境をブレッドボード上に再現し、波形観測してみました。

ttps://www.axfc.net/u/3934976?key=LS174
クロッキングされる波形 4.0MHz方形波 / DFFのクロック 21.6582MHz /DFF 74LS174(6回路入り)

波形は上からDFFのD入力に接続した4.0MHz、それをクロッキングする21.6582MHz、Q1はDFFの
Q出力、Q2はQ1を同じパッケージ内の別のDFFでクロッキングした出力です。

赤丸で囲ったQ1の波形に奇妙な落ち込みが見られます。これが教科書でよく言われるメタステー
ブルです。LS174のセットアップタイムは20nsですが、4MHzの方形波を縁もゆかりも無い21MHz
でクロッキングしているので、セットアップタイム違反となる状況は頻繁に発生します。
フリップフロップでそのようなタイミング違反を犯したとき、本当に運が悪いとメタステーブルを起こし、
Q出力の変化点が通常よりも遅れたり、HかLに一度行ったかに見えて戻ってきたり、中間値をフラ
フラしたり、発振したりなどの問題現象に見舞われます。
この場合は一度Lになったかに見えてHに戻るという様子が捉えられています。

そもそも、この回路の場合Q1出力には1/21.6582MHz≒46ns未満のH期間やL期間は生じない
ということを期待させるものですが、赤丸の中では10ns程度のL期間が生じています。
もしも、Q1出力を立下りエッジで動く回路のクロックとして突っ込んだりすれば、想定外の高クロック
となるのは明らかです。
実機とは入力される周波数も使用しているDFFも違いますが、同じような不具合は恐らく生じている
ものと思われます。

件の倍速基板を装着したFM-8で大きめのプログラムを組むのであれば、カセットへのSAVE中(低速
駆動中)にメインCPUが最悪暴走する危険性があることを頭の隅に置いておいて下さい。
ただ…一度でもそんな目に遭えば、きっと高速側に固定するでしょうね…私ならそうします。
恐らく、前オーナーも…