64000HP

1979 年 9 月 17 日に発表されたHP 64000 ロジック開発システムは、さまざまなメーカーの市販マイクロプロセッサをベースにした製品のハードウェアとソフトウェアを開発するためのツールです。このシステムは、Pascal および C 用のアセンブラとコンパイラを使用してソフトウェア開発を支援し、プロセッサとメモリのインサーキット エミュレーション用のハードウェアを提供し、ロジック分析ハードウェアを含むデバッグ ツールと、プログラマブル読み取り専用メモリ(PROM) チップ プログラマを備えていました。特定のマイクロプロセッサに合わせてカスタマイズされた、さまざまなオプション カードとソフトウェアが利用可能でした。発表当時、HP 64000 には 2 つの際立った特徴がありました。1 つ目は、当時のほとんどのマイクロプロセッサ開発システム (IntellecやMotorola EXORciserなど) とは異なり、特定メーカーのマイクロプロセッサ専用ではなかったことです。2 つ目は、最大 6 台のワークステーションを HP-IB ( IEEE-488 ) 計測バスを介して共通のハード ドライブとプリンターに接続し、緊密に統合されたネットワークを形成できるように設計されていたことです。

• 1979年に発表された64100Aは、さまざまなオプションカード用の拡張スロットを10個備えたデスクトップワークステーションでした。このワークステーションの初期提供では、すべてのディスクストレージに外付けハードディスクが必要でしたが、ディスクはHP-IB（IEEE-488）計装バスを介して最大6台のワークステーションで共有できました。^[1] その後、デュアルフロッピードライブオプションが追加され、ワー​​クステーションを共有ハードドライブなしで使用できるようになりました。このワークステーションのCPUはBPCで、 HP 9845Cワークステーションに搭載されているものと同じカスタムHP 16ビットマイクロプロセッサでした。8ビットおよび16ビットマイクロプロセッサを開発するためのソフトウェアとハ​​ードウェアが提供されました。
• 1983年に、5つのカードスロットを備えたよりポータブルなワークステーション（「ラガブル」）である64110Aが導入されました。 ^[2] そのCPUは、64100Aと同じカスタムHPマイクロプロセッサでした。
• 64120Aカード ケージは 1986 年に導入されました。^[3] このケージは 64100A や 64110A と同じオプション カードに適合し、 64100A や 64110A などの特別に設計されたワークステーションではなく、 HP-UXオペレーティング システムを実行する標準のHP 9000シリーズ 300 ワークステーションに IEEE-488 バス経由で接続されました。これらのシステムでは、「HP 64000-UX マイクロプロセッサ開発環境」という名前が使用されました。32 ビット マイクロプロセッサの開発用にソフトウェアとハ​​ードウェアが導入されました。
• 64700Aカードケージは1988年に導入されました。^[4] これは、ワークステーションではなくIBM PC互換のパーソナルコンピュータで操作できる、64120Aと比較して低コストの開発システムとして販売されました。^[5] このシステム用のカードには647xxという番号が付けられており、他のシステムとは互換性がありませんでした。

右のブロック図に示すように、64000 システムは、名前に特定の定義を持つ多数のコンポーネントで構成されています。

• メインフレームは、オプション カードを保持する物理的なワークステーションまたはカード ケージです。
• ホストはメインフレームを操作するプロセッサです。64100A および 64110A では、ホスト バスはワークステーション プロセッサのアドレス、データ、入出力、および制御バスであり、カード ケージ内のカードにも接続されます。
• ユーザーシステムとは、開発中のマイクロプロセッサ システムです。ユーザー プロセッサとユーザー メモリという用語は、開発中のシステム内のこれらのコンポーネントを表します。
• エミュレーションまたはエミュレーターとは、プラグイン カードを介してメインフレームに接続され、ユーザー システムのプロセッサやメモリを置き換えることができるオプション カードやその他のハードウェアを指します。エミュレーション カードと分析カードは、ホスト バスから完​​全に分離されたエミュレーション バスで相互接続されます。

64000 は、ソフトウェアを書くためのファイル システムとテキスト エディタを提供しました。汎用アセンブラ/リンカー(マニュアル Bitsavers)、Pascalコンパイラ (マニュアル Bitsavers)、Cコンパイラ (マニュアル Bitsavers) があり、これらには、各マイクロプロセッサ用のアドオンクロス アセンブラとクロス コンパイラが補足されていました。製品番号別の一覧は次のとおりです。

* HPCMはヒューレット・パッカード・コンピュータ博物館です

さらに、Bitsavers の製品番号 64817A マニュアル、HPCM のディスク イメージである Pascal「ホスト コンパイラ」があり、これを使用してワークステーションのホスト プロセッサで実行するプログラムを作成することができました。

64000システムは、オプションのカードとソフトウェアを使用することで、さまざまなマイクロプロセッサとそのメモリのインサーキットエミュレーションを実行できました。 ^{[1] [2]} 完全なエミュレーションシステムは通常、次のもので構成されます。

• 各マイクロプロセッサに固有のマイクロプロセッサ エミュレータ コントローラ カード。
• エミュレーション「ポッド」または「プローブ」は、インターフェース エレクトロニクスを内蔵し、メインフレームの外部モジュールでした。ユーザー システムのプロセッサはソケットから取り外され、代わりにエミュレーション ポッドのケーブルが接続されました。エミュレーション ポッドには、ユーザー プロセッサと同じようにプログラム コードを実行するユーザー プロセッサのコピーが内蔵されており、ユーザー システムには通常のプロセッサとして表示されました。
• エミュレーション メモリ コントローラ カードと 1 つ以上のエミュレーション メモリ カード。エミュレーション メモリは、ユーザー システム内のメモリの代わりに使用できます。これにより、たとえば、ROM チップをプログラムする必要なく、ユーザー プログラム コードをエミュレーション メモリに配置して実行できます。
• エミュレートされたプロセッサとメモリの動作を監視するロジック アナライザーである「内部」アナライザー カード。
• エミュレータ ソフトウェアにより、オペレータはエミュレートされたプロセッサの起動と停止、メモリの内容とレジスタの場所の検査、信号タイミングの測定、プログラム フローの観察などを行うことができます。

右の写真は、エミュレータ ポッドを介してユーザー システムのプロセッサをエミュレートする 64100A ワークステーションを示しています。また、この写真には、ユーザー システム内の追加のデジタル信号を測定していた 64100A の「外部」ロジック アナライザ カード用のデータ収集ポッドも示されています。

* HPCMはヒューレット・パッカード・コンピュータ博物館です

エミュレータ制御ボードは、ホスト (メインフレーム) バスとエミュレーション バスの両方に接続されます。これらは、ホスト システムとエミュレートされたシステム間で制御信号とデータを渡す役割を果たします。モデルによっては、制御ボードに、不正なオペコードやメモリ アクセスをフラグ付けしたり、内部ロジック アナライザーとして機能したりするハードウェアが含まれている場合もあります。

メモリ エミュレーションにより、ユーザー システム内のRAMやROM を64000 システム内のメモリに置き換えること ができます。2 つのエミュレーション メモリ コントローラ ボードが提供されました。

• 64151Aエミュレーションメモリコントローラ（Bitsaversのマニュアル）は16のアドレスラインを持ち、64KBのメモリをアドレス指定できる。
• 64155A ワイド アドレス メモリ コントローラ (Bitsavers のマニュアル)。24 本のアドレス ラインがあり、16 MB のメモリをアドレス指定できます。

ユーザー システムのメモリ マップは、RAM、ROM、保護されたメモリの観点から指定できます。ROM への書き込みの試行や保護されたメモリへのアクセスはメモリ コントローラによって検出され、プログラム ブレークポイントなどのアクションをトリガーできます。

さまざまな容量のスタティック RAM を搭載したメモリ カードが提供されました。64152B、53B、54B カードはそれぞれ 32、16、8 KB を提供し、64161A、62A、63A カードはそれぞれ 128、64、32 KB を提供しました。^[6] これらはそれぞれ 8 ビットまたは 16 ビットのデータ バス用に構成できます。メモリ カードはエミュレーション メモリ バスを介して相互に接続され、メモリ コントローラにも接続されました。ホスト システムまたはユーザー システムによるエミュレーション メモリへのアクセスは、コントローラ カードを介して行われました。

エミュレートされたプロセッサとメモリがユーザー システムのプロセッサとメモリの代わりになると、設計者はプログラム コードを記述してコンパイルし、それをエミュレーション メモリにロードしてユーザー システムを起動し、エミュレートされたプロセッサでプログラムを実行できるようになります。

64000 システムは、ユーザー システム内のデジタル信号を測定するロジック アナライザとして機能します。2 種類のロジック分析カードが提供されました。メインフレーム内のエミュレーション バスから直接信号を測定する「内部」アナライザと、別のプローブを使用してユーザー システムの要素に物理的に接続する「外部」アナライザです。プロセッサおよびメモリ エミュレーション製品と同様に、分析機能はコントローラ カードとデータ取得カードに分割されることがよくありました。一部のエミュレーション プロセッサ コントローラ カードは、別のハードウェアなしで内部分析機能を提供しました。

ロジック分析ハードウェアは、状態アナライザとタイミングアナライザにも分けられます。前者はシステム クロックと同期して信号を測定し、たとえば、各 CPU サイクルでユーザー システムのアドレス、データ、および制御バスの状態を記録できます。このデータは通常、トレースとして表示され、各 CPU サイクルの各バスの値を示します。多くのマイクロプロセッサでは、データ バスで測定された値をユーザー プロセッサの Opcodeに変換する「逆アセンブラ」が使用可能でした。

ロジック分析の 2 番目の形式はタイミング分析です。タイミング アナライザー (非同期ロジック アナライザー) は、指定された時間間隔でデジタル信号を測定しますが、必ずしもユーザーのシステム クロックに同期している必要はありません。このような分析は、グリッチを見つけたり、デジタル信号のタイミングが適切であることを確認したりするために使用できます。

これらのロジック アナライザー機能に加えて、「ソフトウェア分析」オプションも利用可能でした。これらのツールは、現在一般的にデバッガーやプロファイラーと呼ばれているものとして機能しました。

分析製品のリストは次のとおりです。

エミュレーション ハードウェアが各マイクロプロセッサに合わせて調整されたインターフェイス ハードウェアを備えた「ポッド」を使用するのと同様に、分析ハードウェアは、マイクロプロセッサへのインターフェイスとして機能するプリプロセッサを使用します。64304A エミュレーション バス プリプロセッサ (Bitsavers のマニュアルを参照) を除き、CPU 固有のプリプロセッサ インターフェイスはそれぞれ、64650A 汎用プリプロセッサ モジュール (Bitsavers のマニュアルを参照) 内に収まる回路基板でした。これは、ロジック アナライザ カード ケーブルに接続されます。

64100A には、キーボードの右側に PROM プログラマ モジュールを装着できるスペースがあります。一般的な PROM プログラマ コントロール カードである 64500A (Bitsavers のマニュアルを参照) がカード ケージにインストールされていました。64502A から 64520A までの番号が付けられた少なくとも 11 個のプログラマ モジュールが、さまざまなメーカーのさまざまな PROM およびプログラマブル マイクロコントローラ チップ用に用意されていました。

64100A ワークステーションのエミュレーションは、メーカー HP の「HP 64000」というタイトルのMAME (Multiple Arcade Machine Emulator) システムの一部です。エミュレータはオープン ソースであり、ソース コードを入手できます。

• Bitsavers の HP 64000 の PDF ドキュメント
• HP コンピュータ博物館の最初の 64000 システム