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ＳＲＡＭ増設

　イントロダクション
　そもそもＳＲＡＭの増設は必要なのか？ということですが、はっきり言って普通に使っている限りは問題有りません。たとえばモニターソフトを使ってＲＡＭにプログラムを書き込む場合であるとか、大量にＲＡＭを使用するプログラム（簡易なデータロガーなんかがこれにあたります）を作った場合には標準の４ＫＢのＲＡＭでは足りないことが予想されますので、「ある程度の知識が有れば使える物」なのか、それとも「想像を絶するほど難しい物」なのかくらいは知っておいて損はないと思います。

　概要
　まず、ＳＲＡＭを増設するときにはハードウェア面とソフトウェア面の２方向からアプローチしなければいけません。ハードウェアの必要性は簡単に想像できると思いますが、ソフトウェアでは何が変わるのでしょう？

　ＨＥＷの「ビルド」ボタンを押すとMOTファイルまで勝手に作ってくれます。通常はこれで何の問題もなく使えるので「そういう物だ」くらいにしか認識していないと思いますが、実はこれにはフラッシュＲＯＭが128KBで、ＲＡＭが４ＫＢであるという前提の元、それぞれのメモリのどのアドレスにどの命令を置くとか、どの変数領域を確保するとかを決めてくれているのです。だから仮に、

　　char tmp[30000];

のように決して確保できない変数を確保しようとするとエラーが起きます。

　これからやろうとしていることは、この「ＲＡＭは４ＫＢ」という大前提を覆すわけですから、ＨＥＷにもそれなりの設定が必要です。

　ここからはまずハードウェアの設計を説明し、それからソフトウェアの設定について順に述べていきたいと思います。

　ハードウェアの設計
　まず、ＳＲＡＭを制御するためには８種類存在する端子の意味を知ってください。メーカーによっても型番によっても仕様書に記載されている記号は微妙に異なるかも知れませんが、基本はここに述べる内容と変わりませんので、よほど突飛なチップを購入しない限りはその都度読み替えれば対応できるはずです。

　機能を紹介する中で「変化させます」とかいう表現を使ったりしていますが、実は、ＣＳ・ＯＥ・ＷＥに関してはチップによってHighで有効な場合と、Lowで有効な場合で種類が違うことがあります。だいたいは問題なく使えるのですが、たまに違う物があるので知識として知っておく必要があります。

　どちらのタイプなのかを知るには仕様書のタイミング波形図を見れば良いわけですが、もっと簡単な見分け方として、ピンのところに、

Highで有効の場合には普通に表記
Lowで有効の場合にはバーを付けて表記

という約束になっているので覚えておいてください。なお、Ｈ８の方がリード・ライトの際にそれぞれの端子にどのような信号を出すのかについてはハードウェアマニュアル６章「バスコントローラ」にタイミング波形図が載っています。

　なお、ホームページではバー表記ができませんので、以降は「ＣＳ-」のように表現します。

　では、実際にＳＲＡＭとＨ８／３０４８Ｆの結線を次の表に示します。

　ここで、アドレスバスが０〜１４の１５ビット分しかありませんが、私が実験に使用したＳＲＡＭがたまたま３２ＫＢの物であったためにこれで足りたのですが、もっと大きな容量のＳＲＡＭを使用する際には当然アドレスバスはさらに多くなります。Ｈ８／３０４８Ｆには２０本のアドレスバスが存在しますので、普通に考えられる範囲の容量には対応できるはずです。

　また、データバスがＨ８では８〜１５ビット目を使っています。これは３０４８Ｆの仕様で８ビット幅でアクセスする際にはデータバスの上位を使用するという決まりが有るためです。さらに、ライトイネーブルに対してＨＷＲという端子を使っていますが、この「Ｈ」とはデータバスの上位を使っているという意味ですので、本質的には同じ役割を果たすＬＷＲを間違って使うとまったくタイミングが合いませんので注意してください。

　最後に、うっかり忘れてはいけない配線ですが、今まで使うことの無かったＡＫＩ−Ｈ８のＣＮ５を今回は使います。これはモードを設定するための端子で、今まではシングルチップモード（モード７）を使ってきましたが、今回は

内蔵ＲＯＭ／ＲＡＭ有効
外部ＲＡＭ使用
アドレス空間は１ＭＢ（トータルメモリは１Ｍ以内）

という条件ですので、モード５を使います。したがって、ＭＤ１端子をＧＮＤに落としてください。具体的にはCN5-3,4をショートさせます。

　以上でハードウェアのセッティングは完了です。

　ソフトウェアの設定
　ＳＲＡＭを増設した場合、通常はデータの変数領域が足りないから増設したというパターンが多いでしょう。こういう場合は変数領域のセクションごと増設ＲＡＭの領域に持っていってしまうのが最も早い方法です。

　まず、ＨＥＷの[Options]の中にある[H8S / H8/300 IM OptLinker]を開いてください。さらにそのなかの[Section]というタブがこれから変更する設定です。初期の状態では次のような表示になっているはずです。

　ここからでは見えませんが、スクロールバーを下に動かしていけば「Ｂ」というセクションがH'000FEF10という領域に割り当てられていることが分かります。この番地は標準搭載のＲＡＭが始まる番地で、この「Ｂ」というのはＨＥＷ付属マニュアルの一つ、リンケージエディタユーザーズマニュアル３４ページによると「未初期化データ変数領域」となっています。これを新しいＲＡＭの領域に引っ越しさせます。

　そもそも新しいＳＲＡＭがどこにマッピングされているかですが、ハードウェアマニュアル３章「ＭＣＵ動作モード」８ページ目によると、モード５におけるCS1はエリア１番、つまりH'00020000からマッピングされていることが分かります。
　ですから、この画面の「Add」でこのH'00020000番地というのを新たに登録してやります。

　このままでは単にその番地にも何らかのセクションが設けれるようになっただけですので、実際にセクションを指定しますが、その前にあらかじめH'000FEF10に登録されいた「Ｂ」のセクションを「Remove」で削除しておきます。セクションがあちこちにマッピングされていると面倒ですから・・・

　そして、次の図に示すように新たにマッピングしたH'00020000のところに「Ｂ」のセクションを設定します。

　これでＢのデータ変数領域は引っ越せました。疑わしければプログラムで一度内蔵ＲＡＭの容量（４ＫＢ）を超える配列なり変数なりを確保してみれば、確かにそこのメモリが使われていることが分かるはずです。

　なお、この使い方の場合にはプログラムそのものには何ら変更は必要有りません。単に使うＲＡＭのアドレスを変更しただけですので、以降はＨＥＷが今までと同じように領域の配分を考えてくれます。

　ユーザーが唯一気にしなければいけないのは、ビルド時に生成されるMAPファイルを時々確認して、増設したＳＲＡＭの容量を超えていないかどうかだけは念のためにチェックしておく方が無難です。

注意

　秋月電子で販売されているＨ８／３０６７Ｆボードを使う場合、標準で付属している32KBのSRAMならば付属説明書の通りにジャンパすれば配線的には何も難しいことはありません。
　しかし、他のSRAM、たとえば日立のHM628512を使う場合などは注意が必要です。キットに入っているＣＤに基板の回路図がありますので、SRAM部分の配線をじっくりと眺めてみてください。よく見ると、あちこちに抵抗（実際には０Ωのチップ抵抗を使ってジャンパするようになっている）を使って各社の各種SRAMチップに対応できるように工夫がされています。ここで配線を間違うと、アドレスバスがちゃんと繋がっていないだとか、信号がぶつかってしまうといった不具合が生じます。電源を入れる前に一度チェックするようにしましょう。

 （はまやんさん、情報提供ありがとうございました）