Z80からのI/O信号に対し、どのくらいでAVRによる割り込み反応が得られるのかを調査してみました。 回路は前回作ったものを使います。

PC-6001側からI/O命令を発行し、AVRの外部割込み入力をトリガにして反応を調べます。 まずは、主な信号線の様子。

ここで、INT0が活性化されている時間(A-B)は、630ns。

実行されているプログラムは以下のような感じです。

.org	1
	rjmp	INT_IN
INT_IN:
	sbic	PIND, 2	; 割り込み終了だったらInputへ
	rjmp	Input
	; omit...
Input:
	out	DDRC, r18
	out	PORTC, r19
	sbi	PORTB, 4
	reti

INT0は両トリガでの割り込みにしているのですが、 AVRの割り込みルーチンが反応するときには、INT0はHレベルになっているのか、常にInputルーチンへ飛びます。

上図にあるLEDという信号線は実際にはAVRのポートB4で、これがLからHになる(sbi PORTB, 4)まで2,040nsかかっています。 8MHzだと約16クロック分です。

割り込みへの反応速度を見るために、プログラムを少し変えてみました。

.org	1
	rjmp	INT_IN
INT_IN:
	sbi	PORTB, 4
	; omit...

割り込みがアクティブになってから、rjmpおよびsbiのみの実行です。 タイミングは以下のようになっています。

これで、LED(PORTB4)の変化までの反応時間は1,200nsでした。8MHzで9.6クロック分。 rjmpとsbiの実行時間4クロックを差し引くと、割り込みの反応に700ns(5.6クロック)ほどかかることになります。

ちなみに、割り込みをダウンエッジのみにして追試してみましたが、反応時間は1,160nsで、それほど大きな差はありませんでした。

これを、最初の図と照らし合わせると、INT0の活性化時間が700nsに満たないため、割り込みルーチン開始時にはどう足掻いてもI/Oには間に合わない、ということになります。

やはりどうしてもZ80とAVRの間にはラッチが必要ということになりますね。