日記β

A1STのハードウェア設計にバグを見つけてしまいました。
IOリード機能を持つカートリッジを使用した場合、Z80モードだとバス競合が起きて漢字フォントが化けたり、最悪故障する可能性があったり(!)というネタです。

まずturboRのアドレスバスと/IORQ周りですが、こんな感じになっています。
ROMの容量とかはGT基準になっていますが、CSの使い方(S1990が出す)が違うくらいで基本的にはSTも同じ構成です。

着目すべきところは、
・漢字ROMもプログラムも同じROMに突っ込んである
・カートリッジスロットに接続されているアドレスバスは、それらのROMと同じである
というところです。

まずカートリッジスロット基準での漢字ROMのIOリードのバスサイクルを考えると、A0-7には漢字ROMリードのアドレス(第１水準なら0D9h)が出てきて、/IORQ=L、/RD=Lとなるはずです。
なので、この構成上、漢字ROMを読み込むときはIC22の下位アドレスは0D9h固定になるべきで、MAは8-19しか自由に使えないことになります。
かなりトリッキーなROMマッピングをすればそれでもギリギリ回避できそうにも思いますが、実際にはそんな挙動をしているわけではなく、普通に連続アドレスに漢字フォントは格納されています。
※ちなみにIOアクセス時のA8-A15はZ80の隠れ動作として、CもしくはAレジスタが出力されるので、互換性を考えると上位bitも自由に使えません。

というわけで、実際に漢字ROMをIOリードする場合、MAにはIC22の漢字フォントが格納されているアドレスが出力されます(S1990が出力する)。
もちろん、カートリッジバスからもそのアドレスが見えます。
では次に/IOQRの動作ですが、こちらZ80モードの場合、T9769C(=Z80)の/IORQがそのままカートリッジスロットに出力されます(注：後述あり)。
なので、/IORQ=L、かつ、アドレスは嘘、という状態になります。/RD=Lも出力されます。
つまり、アドレス0D9hを読み込んだにもかかわらず、カートリッジスロットにはまったく別のアドレスのIOリードリクエストが発行されることになります。ですので、IOリード機能を持つカートリッジが繋がっていると、場合によってはバス競合が発生してデータ化けなどが起きます(実機確認済み。カートリッジ側の駆動能力によっては起きない)。
どのアドレスが競合するかは、読み出す漢字(FONTのアドレス)によります。実質的には一文字分のアクセスで32byte読み出すので、32回異なるアドレスをROMから読み出すため、連続32アドレスのどこかに被れば競合しますし、文字によりアドレスの上位bitも異なりますので、高確率で競合します。

ではなぜSTだけで起きて、GTでは起きないかという話ですが、先に書いた「注：後述あり」の個所になります。
GTの場合はT9769C→カートリッジの/IORQの間にマスク回路が入っており、0D8h～0DFhはカートリッジスロットには/IORQを発行しないように修正が入っています。
つまり、GT設計時点ではPanasonicはこの問題を認識しており、対処したということになります。バス競合により故障の原因と成り得ますがSTはリコール等はされていないと記憶しています。
なので、GTは外付け漢字ROMが使用できません。

というか、STはほとんど使ったことがなかったので、ごく近年までturboRは外付け漢字が使えないものだと思っておりましたが、実は外付け漢字ROMが使えないのはGTだけだったようです。







あー、ちなみにMSXとは全く関係ない別件ですが、Panasonicは設計不良が原因の故障であってもよほどクリティカルなものでない限りそれを認めないみたいですよ。保証期間過ぎたあとであればたとえ設計不良であっても有償修理と言われます(実績あり)。