第0章 第1節 基本コンセプト

TD4EX4はTD4に実用性を持たせる目的で開発しました。

写真2 砺波郁著『CPUの創りかた』

誰にでも分かる実用性の基準として電卓が最適だと考え、TD4の倍の20個未満のICで作れる電卓として「2桁の電卓を作成できること」を目標に決めました。

電卓を実用性の基準にしたのは、世界初の商用4ビットCPUであるインテル4004の開発目的が電卓だったからです。少なくともCPUを名乗る以上は、たかが電卓くらいは作れて当然だと筆者は考えます。

写真3 当Clubの所有するインテル4004

ただし4004は16桁の電卓用に開発されているのに対し、TD4EX4は僅か2桁までしか計算できません。これは必要となるICの数が20個以上になるとTD4とは全く違うCPUになってしまうだろうと考えたからです。

4004を始めとする一般的なCPUで電卓を作る場合、桁数が増えてもプログラム量はあまり増えません。それらのCPUには多数のデータを効率よく処理するための機能が備わっているからです。しかしTD4にはそのような機能はありませんし、TD4EX4にもありません。

電卓を作るならば、せめて8桁の加減乗除のできる電卓を作りたいところですが、残念ながらそのような電卓を作るためにはTD4を大幅に拡張する必要があり、CPUだけで軽く30個を超えるICが必要になると予想できたので諦めました。

本書ではTD4を拡張して電卓用CPUを設計します。言い方を変えると、本書は『CPUの創りかた』の読者を対象としており、初心者が読むことを想定しています。そのためTD4から飛躍しすぎると読者に理解してもらえない本になってしまいます。それを避けるため、本書ではCPUの機能よりもTD4との共通性、特にIC数の少なさを優先し、電卓の桁数を2桁だけに限定しました。