Kageki (TD4互換機) でCWキーヤー

自作CPU Advent Calendar 2022 20日目

TD4の命令を実行できる自作CPU「Kageki」で、パドルの操作でモールス信号を出力するやつを作ってみた。

入力ポートのビット2に短点 (左)、ビット3に長点 (右) のスイッチの信号を入力する。
(押されている→HIGH、押されていない→LOW)
出力ポートのビット0にモールス信号が出力される。
(OUT 0001 を OUT 1000 に置き換えればビット3に出力できる)

(ビットの表記は0-origin)

位置 機械語   アセンブリ言語
---------------------------------
0    00100000 FIRST:  IN  A
1    00000100         ADD A, 0100
2    11101010         JNC NOBOTH
3    00010000 SOUND:  MOV A, B
4    10110001 WAIT:   OUT 0001
5    00000001         ADD A, 0001
6    11100100         JNC WAIT
7    10110000         OUT 0000
8    01011000         ADD B, 1000
9    11110000         JMP FIRST
A    01110100 NOBOTH: MOV B, 0100
B    00000100 LOOP:   ADD A, 0100
C    11101110         JNC NOTON
D    11110011         JMP SOUND
E    01011000 NOTON:  ADD B, 1000
F    11101011         JNC LOOP

0番地で入力を読み込んだ後、以下の動作をする。

ビット2・ビット3の両方が1の場合
1. 1番地の加算ででキャリーが発生し、2番地の条件分岐を通過する
2. 現在のBレジスタの値を用いて信号出力処理を行う
ビット3 (長点) のみ1の場合
1. 1番地の加算でAレジスタの上位2ビットは 11 となり、2番地からA番地に飛ぶ
2. A番地でBレジスタを 0100 に設定する
3. B番地の加算でキャリーが発生し、C番地の条件分岐を通過する
4. Bレジスタの値 0100 を用いて信号出力処理を行う
ビット2 (短点) のみ1の場合
1. 1番地の加算でAレジスタの上位2ビットは 10 となり、2番地からA番地に飛ぶ
2. A番地でBレジスタを 0100 に設定する
3. B番地の加算でAレジスタの上位2ビットは 11 となり、C番地からE番地に飛ぶ
4. E番地の加算でBレジスタの値は 1100 となり、F番地からB番地に飛ぶ
5. B番地の加算でキャリーが発生し、C番地の条件分岐を通過する
6. Bレジスタの値 1100 を用いて信号出力処理を行う
ビット2・ビット3の両方が0の場合
1. 1番地の加算でAレジスタの上位2ビットは 01 となり、2番地からA番地に飛ぶ
2. A番地でBレジスタを 0100 に設定する
3. B番地の加算でAレジスタの上位2ビットは 10 となり、C番地からE番地に飛ぶ
4. E番地の加算でBレジスタの値は 1100 となり、F番地からB番地に飛ぶ
5. B番地の加算でAレジスタの上位2ビットは 11 となり、C番地からE番地に飛ぶ
6. E番地の加算でキャリーが発生し、F番地の条件分岐を通過する
7. 0番地の入力の読み込みに戻る
信号出力処理 (共通)
1. 3番地でBレジスタの値をAレジスタにコピーする
2. 4番地で信号をHIGHにする
3. 4～6番地で、Aレジスタに1を足していき、キャリーが発生するまで待つ
4. 7番地で信号をLOWにする
5. 8番地でBレジスタに 1000 を加える。これは同時押し時に短点と長点を交互に出すための切り替えである
6. 9番地で、0番地の入力の読み込みに戻る