KtJ Dragon

ハードウェア概要

コモドール64は1982年よりVIC-20の後継機として開発・販売されたパソコンであり、単一モデルとしては世界一売れたパソコンであるとされている[1]。VIC-20とは互換性があり、VIC-20のソフトをそのまま動作させることも可能である。

同年末には低価格版であるマックスマシーンが日本国内で販売されたが、VIC-1001同様やはり売れ行きはいま一つだったようだ。1985年には上位機種であるCommodore 128(発音はOne Twenty-Eight)が登場している。マックスマシーンやC128もコントローラ端子回りの実装は同じなのでまとめて説明する。

コントローラ端子の特徴

以下の説明は"Commodore 64 Programmer's Reference Guide"、"Commodore 64 memory map"及びcbm.ko2000.nuで見つけた回路図に基づく。本機はコントローラ端子を2つもっており、ピンアウトは以下の通りである。

デジタル端子であるピン1～4、6については、I/Oポートをキーボードと共有している(後述)都合上、入出力可能なのはコントローラ端子1のみである。また、コントローラ端子1のピン6はライトペン入力としても利用可能である。

ハードウェア実装

上記回路図からコントローラ端子周りを抜粋したものを下図に示す。

コントローラ端子はCPU(MOS6510又は8500)[2]の周辺チップであるMOS6526(CIA)と、サウンドコントローラであるMOS6580(SID)のI/Oポートを使って実装されている。なお、CIAは2つ使われているがコントローラ端子で使用するのはそのうちの一方である。ライトペン入力検出用としてビデオコントローラであるVIC-II[3]も利用される。

コントローラ端子1のピン1〜4、6はCIAのPB0〜4に接続されている。また、コントローラ端子2のピン1〜4、6はCIAのPA0~4に接続されている。CIAのPA0～7(WRITE)、PB0～7(READ)は通常はキーボードスキャンのために使用されている。ピン5, 9はスイッチICである4066を介してSIDのアナログ入力端子に接続されている。コントローラ端子1のピン6はVIC-IIのライトペン入力端子に接続されている。

4066は端子E0～E3に応じて、Y0～Y3とZ0～Z3とを開閉するスイッチである。上図の構成では、PA6をH、PA7をLにするとコントローラ端子1のピン5、9とSIDのPOTY、POTX端子がつながり、逆にするとコントローラ端子2のピン5、9とSIDのPOTY、POTX端子がつながる。

制御方法

各ピンの制御方法は以下の通りである。

ピン1〜4、6のデジタル入出力については、アドレス$DC00、$DC01、$DC03を使用する。アドレス$DC02はピン5、9のアナログ入力検出の際に使用する。

デジタル信号の入力は$DC00と$DC01を読み出すだけでよい[4]。

デジタル信号の出力手順は以下の通り。

1. アドレス$DC03の内容を保存する

2. アドレス$DC03の信号を出力したいピンに対応したビットに1を書き込む

3. アドレス$DC01を使って信号出力を行う

4. 1.で保存した内容をアドレス$DC03に書き込む

ピン5、9の読出しは、CIAのPA6、7の制御を伴うため多少複雑になる。手順は以下の通り。

1. SEI命令を実行して割り込みを禁止する

2. アドレス$DC02の内容を保存する

3. アドレス$DC02のビット6、7に1を書き込む

4. アドレス$DC00のビット6、7でアナログ入力を検出する端子を指定する。ビット6=1、ビット7=0で端子1の、ビット6=0、ビット7=1で端子2のアナログ入力の検出を行う

5. 512サイクル待機[5]

6. アドレス$D419の読出しでピン9のアナログ値を、$D41Aの読出しでピン5のアナログ値を取得する

7. 2.で保存した内容をアドレス$DC02に書き込む

8. CLI命令を実行して割り込みを許可する

ライトペンは、$D013でX座標を、$D014でY座標を読み出す。