詳しくは、下記サイトをご確認ください。

GitHub – yanataka60/PC-8001_SD: PC-8001でSD-CARDからCMT形式ファイルのロード、セーブ機能を実現するものです。

さっそく手持ちの PC-8001 で実行しようと思ったら、N-BASIC の バージョンが 1.0 (初期の複数バグありバージョン) であったため、拡張ROM の検出ができないというPC-8001側の致命的なバグにより、そのまま実行できないことが判明。 (回避方法もありますが)

それじゃ、ROMのバージョンを 1.1 にということで、秋葉原のラジ館 Bit-INNに買いに行こう!
と思ったけど、それは45年以上前の話で、2026年現在では自分でなんとかするしかありません。

まずは、PC-8001の御開帳ということで、本体裏の 四つ角のネジを外してオープン。

写真の基板の中央より左側に、縦に3つ PROM (2364)が並んでいますが、これが N-BASIC のROMです。

2364 は、その型番からわかるように、64KBit (8KB) のPROMで、3つで 24KB。その下の拡張ROMソケットに青いソケットに刺さった 2516がありますが、これは何でしょうね? と思って中身を軽く解析したら当時のドットインパクトプリンタのコントロール用の何かが書いてあるようでした。不要なので外しちゃいます。

EPROM 2764 に換装する

今回使う EPROM は、富士通の MBM2764-30 (30と25がありますがこれは、応答速度で 300msと 250ms) です。
ヤフオクでまとめて購入したので、消費しないとね。

窓から見える細い配線がきれいですね。

EPROMライター GQ-4×4 でチェックしたらすべて何か書き込み済みだったので、紫外線で消去する ERASER で一気に消去。

30年ぶりくらいの倉庫から探し出してきました。使えるかな?

両サイドに EPROMを並べて差し込んで、蓋を閉めてスイッチオン!

30分程度で、消去完了。

変換基板をつくる

2364 と 2764 はピン数が違いますが、アドレス バスとデータ バスの位置はほとんど一緒 (A12以外)なので、回路図はそんなに難しくありません。

上記の図では、ジャンパ線だけ書いてあります。その他は同じ位置でブリッジ ハンダです。

とりあえず、1つ分だけ作成して、N-BASICの 1番目だけテストで換装してみる。

3つの ROMの間は、2ピン分しか空いていないので、かなりコンパクトにぴっちり作成しないと干渉しちゃいますね。

もしくは、1枚の基板にすべて乗せてという手もありますが、ハンダ付けが結構難しい。これはちょっと悩みどころ。

電源投入してテスト

1つのROMだけ換装して、ちゃんと機能するかテスト。わかりやすいように (C) を (@) に書き換えてEPROMに書き込みました。

無事うまくいきましたね。

あとは、3つ分の換装でOKですね。

microSDからマシン語ゲームをロード

最初に紹介した、microSDから .cmtファイルを読み込む基板を取り付けて、当時衝撃的だったラリーXの読み込みテストをしてみました。無事に動きました。

これで、ようやく PC-8001の快適な環境が出来上がりました。

PC-8001のマシン語開発について

今は 2026年です。21世紀に入ってから四半世紀が立ってしまった現在、正直なところ実機でプログラム開発はしんどすぎるので、私は、秀丸でソースコードを書いて、AILZ80ASM でコンパイルして、DumpListEditor で .cmt ファイルを作成して、XM8 というエミュレータで動作テストという手順でクロス開発しています。なかなか快適です。

また、画面の設計も方眼紙ではきついので、IORI を利用させていただいております。

あとは、PC-8001でグラフィカルなタイトル画面を作成するときに、凝ったものを描画するのは大変なので、Photo Shop や Illustrator で作成した画像ファイルを最終的には Photo Shop で8色の GIFファイルにします。

これをDelphi で自作したツールで、読み込んで 160×100 (PC8001のグラフィックス解像度) の16進数データに変換して、マシン語データとして組み込みます。

実際 PC8001 で画面いっぱいのグラフィクスを描くとなると、テキスト画面で 40×25の 1000byteとアトリビュートエリア (色付けなどの装飾データ) 1,000byte の 合計2,000byte をデータとして持たなければならないので、フル増設 32KBしたPC-8001でもフリーエリアは最大で27KB前後しかありませんので、ゲーム本体をかなりコンパクトにつくらなければなりません。

この制約の中での開発はなかなか痺れます。

これがないとレトロPC向けのプログラム開発はかなりしんどいことになります。
私が久々にPC-8001用にプログラムを開発しようと思えたのは、このツールを発見したからです。

さて、それでは早速使い方について

アセンブリ済みのマシン語ファイルをcmt形式で書き出す手順

cmt ファイル形式とは、PC-8001エミュレータで読込できる形式にしたものです。

起動するとこんな感じ。初期画面ではタブが「マシン語入力」になっています。
ここで、「ファイル読込み」→「BINファイル読み込み & ダンプリスト表示」を選択

アセンブラでアセンブリ済みのbinファイルを選択して読み込みます。

読み込むととりあえず0000番地をスタートにして読み込まれます。ここは実際にアセンブラで定義したORGのアドレスに変換する必要があります。ここでは、$A800を設定してみます。

最初の行に $A800 と打ち込んで ( 2行目のコメントに書いてあるように) 「アドレス補正」ボタンをクリック。

するとこんな感じに水色のマーカーがつきます。
「形式変換」ボタンがアクティブになりますので、これをクリックすると変換されます。

次に、右側の「実行アドレス」項目に a800 と入力して、「ファイル整理画面にPaste」ボタンをクリック

すると、タブが「ファイル整理」を選択した状態になり、次のように表示されます。

ここに操作説明が書いてありますが、詳しく知りたい方は読みてください。

エディタ部分の左上に 「obsidian.BIN」というオブジェクトが出来上がっています。
ここで「cmt書出し」ボタンをクリックしてファイル名を指定すれば下記書き出し完了。

エミュレータでの読込 (マシン語編)

ここでは、XM8 での操作について説明します。

右クリックで表示される CMT をクリック

次に 「Play」をクリックして、対称となる cmt ファイルを選択します。
これで 内部的にはカセットデータレコーダーにカセットがセットされた状態で巻き戻しがされた状態になっています。
「Esc」キーを2回押してメニューから抜けます。

mon コマンドで モニターモードに入って、Lコマンドでプログラムをロードします。
実際のテープを読み込むスピードで読込がはじまりますが、とても遅いのでマウス右クリックで、再度メニューを表示して「Full Speed」にしてメニューを抜けて、読み込みが完了してカーソルが点滅したら、再度メニューを開いて 「Normal Speed」にすると時短になります。Ctrl + B でモニタモードを抜ければ、マシン語の読み込み完了です。

SXという1/4文字が表示されるのは、Ctrl + B を押したからです。

BASIC プログラムの書き出し

BASICの場合は、「BASIC入力」タブに切り替えて、ファイル読み込みからプログラムソースファイルを読込ます。

ファイル名を付けて (6文字まで) 「ファイル整理画面にPaste」ボタンをクリック。
ここではOBSIDIANの最初の6文字をファイル名にしました。「OBSIDI」

次のように「OBSIDI.BAS」オブジェクトが出来上がりますので、「cmt書き出し」ボタンで書き出します。

「cmt書出し」ボタンで書き出します。

エミュレータで読込 (BASIC編)

マシン語と同様に cmt ファイルを指定したら、 cload”(ファイル名)” で読み込みが始まります。
指定したファイル名のプログラムを発見したら「FOUND:(ファイル名)」と表示されて読込が完了するとカーソルが点滅しますので、「RUN」コマンドでBASICプログラムを実行します。

まずはPC8001のエミュレータを準備

PC-8001 は人気機種だけあって、エミュレータは多数存在します。それぞれ好みはあると思いますが、私は XM8 というエミュレータを利用しています。これはPC-8801MAのエミュレータなのですが、Nモードもありますので大丈夫です。

下記よりダウンロードできます。

http://retropc.net/pi/xm8/index.html

専用エディタの準備 (BASIC打ちこみ用)

いわゆるテキストエディタなのですが、当時のマイコンのASCIIコードは各社独自で、キャラ文字も独自に設定されていますので、これに対応しないといけません。

下記より N-FONT をダウンロード (OUT of STANDARD さんのページ )させていただいて、

http://upd780c1.g1.xrea.com/pc-8001/index.html

エディタは、DumpListEditor 一択でしょう。エディタだけでなく、エミュ用のファイル出力なども統合されています。
正直これがないと、どうにもなりません。2025年現在もアップデートされ続けています。
https://bugfire2009.ojaru.jp/download.html#dleditor

使い方はこっちのページで。

/DumpListEditor の使い方 (PC-8001編)

アセンブラ用エディタ

これは何でもよいのですが、私は秀丸でやってます。色の設定などは 内藤氏の設定をまねてます。

この設定については、内藤氏が下記ページで説明されています。
https://codeknowledge.livedoor.blog/archives/14714379.html

それで、最後に、『えーい面倒だ、これを食らえ!』となっていまして、私はこれをくらって設定しました。(笑)

Z80コンパイラ

選択肢は数個ありますが、伝説のプログラマ 内藤氏 (ハイドライドなど開発された方) のおすすめが、AILZ80ASM ということで、それに倣って私も利用しています。

https://github.com/AILight/AILZ80ASM

画面デザインツール

上述の内藤氏作の 『IORI for PC-8001』をぜひ使っていただきたい。昔風に紙に書いてもいいのですが、PC-8001だとカラー画面を想定すると、カラー表示における制限事項がありますので、その辺のチェックもしてくれるこのツールはとても良いです。
これもダウンロードは、上記の DumpListEditor のダウンロードと同じ場所からお願いします。

下のスクリーンショットは、私が今回開発した OBSIDIAN のプレイ画面のデザインをしながら、1行の色数制限に引っ掛からないようにチェックした様子です。

ちなみにですが私が独自にEXCELで作成して、開発時に使っているファイルもアップしておきます。

マシン語でプログラムする際にVRAMのアドレスを直接指定したいケースが多々あります。またカラーモードにするとBASICですと画面左の1列が書き込みできなくなり、WIDTH 40,25 としても実際は 39×25 になってしまいます。理由は不明。仕様です (笑)。ですがマシン語ではVRAMに直接書き込めます。ますます理由が不明。

環境設定の次は実際のアセンブルから実行まで

環境がなんとか整いましたら、次はコードを書いて、アセンブラでアセンブルして読込可能なファイルを書き出して、エミュで実行となります。ここはかなりキモになります。これがスムーズにできないとデバッグで気持ちが折れちゃいますので。。

今回は、環境整備編 ということでここまで。あまり親切に書いていないので、もしご要望があれば連絡ください。追記します。

1979年に発表されたNECのPC-8001。当時はまだパソコンという言葉がなく、マイコンと呼んでいました。

最近では、マイコンと言えば、RaspberryPi や Arduino、ESP32 などの SBC (Single Board Computer)を意味しますね。

懐古主義? と思われがちですが。。

私の場合は、個人的な思い入れが非常に強いということもありますが、IoTシステムを構築する上で、コンピュータの根本を知るといことが重要になってきます。組み込み開発の分野では当たり前のことですが、一般的な業務システム開発、Webシステム開発の技術者が工場IoTとリンクするときにコンピュータとは何かというところを理解していないと問題が生じてしまいます。

ということで今更ながらPC-8001用のゲームを作ってウォーミングアップ

まだ発表するには時期尚早ですが、途中のものの一部をアップします。

タイトル画面。PC-8001 では、2×4ドット毎に1色しか指定することができません。160×100ドットという低解像度ですが、うまく作成すれば、なんとなく味のあるデザインになます!

当時、よくあったストーリーを表示する画面。Ultima II をイメージして作成してみました。

キャラクターの初期パラメータを乱数で設定。キーを押してストップさせてそれぞれの値を決めていきます。昔の光栄の初期の「信長の野望」「三国志」がこんな感じのキャラ設定でした。多分。当時プログラムがBASICで書かれていたので、ここを最大値になるように改造してチートしてました。。

フルグラフィックにしようかと思いましたが、ちょっとマシン語で書く時間もないので、BASICでもある程度スピードがでるようにキャラ文字オンリーでマップ表示。

N-BASIC 小ネタ

N-BASIC でゲームプログラムをする際のちょっとしたテクニックについて、おさらいします。(いまさらだれが必要としているのか不明ですが。。)

ファンクションキーを設定する

よく利用するコマンドをファンクションキーに割り当てることで、プログラム作成時の時間の節約になります。

KEY1,"WIDTH 80,25"+CHR$(13)
KEY2,CHR$(12)
KEY3,"CONSOLE 0,25,1,1"+CHR$(13)

リアルタイムなキー入力は INP(n) を利用する

キー入力には INKEY$ という命令もありますが、これはキークリックされたかどうか評価するものです。上記画面のパラメータを設定するような場合や、質問にY/N でこたえるような UI の場合は良いですが、ゲームのキャラクタを動かすときなどは、キーを押しっぱなしたときは連続してキャラクタが動いてほしい場面が多いかと思います。
その際は、INP(n) で対象のキーの状態 (押下しているかどうか)を取得することができます。

()はテンキー側のキーボードを示しています。
何も押されていないときは255となります。
一般的な利用方法 (Zキーが押されていることを確認するとき)

IF INP(5)=251 THEN ....

ゲームの時はコード量を減らす技として、論理演算を利用することが多いです。
例えば [4]で左、[6]で右にキャラクタを移動させるときに、移動量を論理式を使ってシンプルに記述することができます。

I=INP(0):X=X+(I=191)-(I=239)

それと、実は同じボードで同時に押されているキーも検出できます。上記の例では、 251や191などと書いていますがポートの1byte の8つのビットが0か1になっているだけです。
何も押されていなければ、11111111B で255となっているだけです。例えば ポート0 で、テンキーの1が押されていたら11111110B、2が押されていたら 11111101B、同時に押されていたら、 11111100B となるだけのことです。これを10進数表記して条件に入れているだけです。

INSTR で何種類かの入力を受け付けるようにする

例えば、ゲームなどで Y,y,ﾝ,SPACE,RETURN で入力を待つようなときに、キーのモード (大文字、小文字、カナ)を気にしないで対応させる小ネタです。
すなおに記述すると

K$=INPUT$(1):PRINT K$;
IF K$="Y" OR K$="y" OR K$="ﾝ" OR K$=" " OR K$=CHR$(13) THEN.....

となりますが、INSTR$ をうまく使うとすっきり書けます。

K$=INPUT$(1):PRINT K$;
IF INSTR("Yyﾝ "+CHR$(13),K$) <> 0 THEN ....

タイトル画像の作成について

160×100 の低解像度画像とは言っても、手作業だとかなりだるいので、これは現代の力を借りました。

最初に 160 x 100 の画像を PhotoShop で作成。これをコントラストを上げて、さらに減色。これである程度の画像ができあがります。
2×4 ドット毎に1色しか色付けができないこと、1行では20回までしか色を変化されることができないという点を考慮してデザインすることも重要です。PNGで保存。
このあとは、Delphi で作成したツールで画像を読み込んで、16進数に変換して、CSVで書き出しました。
さすが文明の利器! らくちんでした。

まだまだ制作途中です

まだコーディング半ばなので、発表するまでに至りませんが、夜や週末にぼちぼち進めていきます。

MZ-80のエミュレーターも同時に作っているので、中々進まないです。。

何がしたいのか?

何がしたくて、過去のテクノロジーのおさらいをしているのかと申しますと、RaspberyPi などで、LinuxなどのOSなしで直接動かす、いわゆる Bare Metal で超高速なIoT機器を作りたいのです。 Arm系のマシン語をやったことがないので、Z80, 6809, 6502, 8086 でウォーミングアップして助走をつけているのです。。(笑)