R800

R800 CPU

R800は、1990年に株式会社アスキーが開発し、アスキー三井物産セミコンダクタ株式会社（当時）が製造した、Z80バイナリ互換の命令セットを持つ16ビットプロセッサ。MSX turboRのCPUに採用された。外部ハードウェアデータバスは8ビットであり、DRAMインターフェイス、割込み制御、DMAコントローラーなどを備える。

概要

アスキーはMSX turboRを開発するにあたって、搭載するCPUの候補として、Z80互換・非互換を含めて様々な既存の物を検討していた。当時、社内にいた岸岡和也が独力でASICを使用したZ80高速版の研究をしており、これを元にしてMSX向けにカスタマイズし、採用することとなった。

Rは「RISC」の頭文字である。RISCかCISCか、という議論では、内部構造はRISCであるが、Z80バイナリ互換のために完全なロード・ストア型の命令セットではない。しかしZ80の命令は典型的CISC（たとえばVAX）に比べれば十分シンプルである。よって、「Z80互換の命令セットを持ちRISCの内部構造で実装したプロセッサ」とでもするのが妥当なところと思われる。

特徴

• Z80命令コード上位コンパチブル
  • M1サイクルを廃止するなど、メモリー・アクセスサイクルを高速化。
  • アドレスの上位バイトが変化しないとき（下位8ビットのみ変化するとき）にアクセスを高速化するページアドレスモードを導入。
  • IX,IYレジスタを8ビットで使用するなどの隠し命令を正式サポート。
• 16ビットALU（演算論理装置）を備え、演算能力を向上。
  • 乗算機能（32ビット、16ビット）を追加。
  • 主要命令を最速1クロックに高速化（Z80同一クロック比で5倍速）。
• 24ビット幅 16MBのアドレス空間をサポート（MMU）。
  • DRAMインターフェイスを内蔵し、直接DRAMを接続してリフレッシュやノーウェイトのアクセス制御が可能。
  • 外部からDRAMアクセスするためのアービトレーション(調停)機能内蔵。
• クロックジェネレーター内蔵
  • MSX turboRでは28.636360MHzの水晶振動子を接続し、内部で4分周した7.15909MHzでCPUコアの動作が可能。（MSXシリーズのZ80A 3.579545MHz比で周波数2倍×基本命令5倍＝10倍速。一部の複雑な命令ではそれ以上の高速化を実現）
• 従来のZ80互換割込みモードのほか、従来の割込みとは排他的使用で新たに7種類の割込みモードを備える。
  • Z80互換割込み信号：NMI#、INT#
  • 新割込み信号 ：NINT1#～7#

• DMAコントローラー内蔵
  • チャンネルは2つ(DMA0、DMA1)内蔵。
  • メモリー to メモリー、I/O to メモリー、メモリー to I/O、I/O to I/Oの転送が可能。
  • 転送アドレスは24ビットリニア指定可能。
  • DMAアドレス自動インクリメント機能内蔵。
• LSIパッケージは100ピン0.65mmピッチQFP（フラットパッケージ）を採用。

その他

DMA・MMUは互換性確保のためMSXturboRでは使用されておらず、アドレス空間の拡張はメモリーマッパー機能（バンク切り替え）により実現されている。また、MSXturboRではMSX2+までとの互換性徹底のためにZ80相当品も搭載し（正確には「相当する機能が、搭載しているMSX-ENGINEに含まれており」）、R800と排他切替して使用している。

MSXturboR「FS-A1ST」はR800を搭載して発売したものの、一方で搭載予定だった新VDPの開発が間に合わず、既存の低速なV9958のままで製品化された。このため、折角の高速CPUは速度的に足を大幅に引っ張られることとなった。