μPD7220

μPD7220(ミューピーディー7220。その他の呼称として High-Performance Graphics Display Controller 7220, NEC 7220, GDC 等)は直線、円弧、文字グラフィックをビットマップディスプレイに描画する機能を持つインターフェースコントローラーである。日本電気による設計・開発・製造であり、「98帝国」として一時代を築いた同社のPC-9800シリーズをはじめ、NEC APC IIIコンピューター、DEC Rainbowのオプションのグラフィックモジュール、Tulip System-1、およびエプソン QX-10に採用された。[1]

µPD7220A

ワンチップに集積されたものとしては初期のグラフィックディスプレイコントローラーの一つで、ナンバー・ナイン・ビジュアル・テクノロジーのハイエンドビデオカードに採用されたように、低コスト設計を可能にした。[2]

詳細

µPD7220のブロックダイアグラム

7220はNECインフォメーション・システムズ(NEC Information Systems、日本電気のアメリカ支部)によって発表された。1979年にプロジェクトが開始され、1981年に論文が発表された[3]。1983年までにNEC自身の初期のコンピューターに採用されたほか、DECワング・ラボラトリーズのコンピューターにも採用された[4]。発表から1年後、ある記者は「7220 GDCチップはNECの競合企業ですら、それが優れているために拒むことができないデバイスだ。」とコメントした[4]。1983年にApple Lisaが発表されたとき、プレスはなぜ7220を採用しなかったのかという質問を挙げた[5][6] ブルース・ダニエルスは、Lisaはより安価なハードウェアサポートで供給できるラスターグラフィック(当時のビットマップグラフィックとして知られた)を第1に採用したことを指摘した[7] ウェイン・ロージングは、開発陣は7220を知っていたものの、設計が始まった段階ではまだ入手が困難であったことを付け加えた。画面更新サイクルのうちの一定時間でしかディスプレイメモリにアクセスすることができないことも制約であった。[5]

派生品

  • インテルへのライセンス品として82720グラフィックディスプレイコントローラーがある[8]。1982年に発表され、インテルのGPUの中でも長く現行製品であり続けたうちの一つであった。[9][10]
  • 東ドイツ(ドイツ民主共和国)は、U82720というコピーを生産し、ザイログZ80のコピーであるU880と共に使われた。[11]
  • より高速なCMOSプロセス品のμPD72020がある。
  • (μPD7220と互換性はないが)後継品として高速で16ビットインターフェースをサポートするμPD72120 Advanced Graphics Display Controller (AGDC)がある。Electronics Design誌において1987年の上位100製品の一つに選ばれた[12]。μPD72120と互換性があり動作クロックを8MHzから10MHzに上げ、かつ、機能強化したμPD72123がある。

内部

7220では2本のI/Oチャネル、A0とA1が使われている。A0を読み出すと7220のステータスを取り出す。A1を読み出すと内部キューから1バイトを取り出す。7220の両レジスタへの書き込み、A1はコマンド、A0はキューへパラメータを書き込む[1]。デバイスは8ビットデータパスを持つ[13]。また、4MHzから5.5MHzのクロックで動作し、これは当時としては比較的高性能であった。[6]

冒頭で言及されている「98帝国」の初代機 PC-9801 に搭載された i8086 が描画する場合と比較してみる。 7220の描画速度は、直線、円弧の区別なく800nsec/ドットである。一方で、5MHz(=200nsec/クロック)で動作の i8086 で16ビットバスを持つ i8086 が、最もクロック数の少ないアドレッシングモード(=ベース又はインデックスレジスタによるインダイレクト)で1バイトデータをライトするだけでも 9+5 = 14クロック[14]を要する。14クロックの間に、7220は3ドット分の描画を済ませ、4ドット目に取り掛かっていることになる。i8086 が1ドット描画するためには、データをライトする前に、命令をフェッチし、データをロードし、計算するためのサイクルが必要となる。このことから、7220 に与えるパラメータが多い難点はあるものの、それを補って余りある描画速度を持っていると言える[15]

脚注

  1. Dampf, Guido (1986年). Graphics with the NEC 7220: Direct access with Turbo Pascal”. 2013年7月27日閲覧。 (Translation of "Grafik mit dem 7220 von NEC", mc, 1986, H11, pp. 54-65)
  2. F.Robert A. Hopgood, Roger J. Hubbold, David A. Duce, ed (1986). Advances in Computer Graphics II. Springer. p. 169. ISBN 9783540169109. http://books.google.com/books?id=2j4hTAqxJ_sC&pg=PA169. "Perhaps the best known one is the NEC 7220."
  3. Tetsuji Oguchi, Misao Higuchi, Takashi Uno, Michiori Kamaya and Munekazu Suzuki (February 1981). “A Single-chip Graphic Display Controller” (PDF). International Solid State Circuit Conference (IEEE): 170–171. doi:10.1109/ISSCC.1981.1156160. http://www.oguchi-rd.com/isscc/isscc.pdf.
  4. David Needle (1983年3月21日). “NEC's 7220 GDC chip allows high-resolution color graphics”. Info World: pp. 31–34. http://books.google.com/books?id=_C8EAAAAMBAJ&pg=PA31 2013年7月29日閲覧。
  5. Wayne Rosing, Bruce Daniels, and Larry Tesler (1983年2月). “An Interview with Wayne Rosing, Bruce Daniels, and Larry Tesler: A behind-the-scenes look at the development of Apple’s Lisa”. Byte Magazine: pp. 90–114. http://www.guidebookgallery.org/articles/lisainterview 2013年7月29日閲覧。
  6. Hal W. Hardenberg (1983年4月). “An Introduction to the 7220”. DTACK Grounded (Digital Acoustics): pp. 8–9. http://www.easy68k.com/paulrsm/dg/dg18.htm 2013年7月31日閲覧。
  7. 意味がよくわからない。GDCによる画面も「ハードウェアサポートで供給できるラスターグラフィック(当時のビットマップグラフィックとして知られた)」であることに違いはない。「より安価な」という部分に重点があるのか?
  8. Changon Tsay (January 1, 1986). A graphics system design based on the INTEL 82720 graphics display controller. University of Texas at El Paso. http://digitalcommons.utep.edu/dissertations/AAIEP02441
  9. “Intel Corporation Annual Report” (PDF). Intel. (1982年). http://www.intel.com/content/dam/doc/report/history-1982-annual-report.pdf 2013年7月27日閲覧。
  10. (PDF) 82720 GDC Application Manual. Intel, reprinted from NEC. (July 1983). http://bitsavers.trailing-edge.com/pdf/intel/_dataBooks/230685-001_82720_GDC_Applications_Manual_Jul83.pdf 2013年7月27日閲覧。
  11. Integrierte Schaltkreise: Schaltkreis U82720”. Robotron Technik. 2013年7月27日閲覧。 (in German)
  12. “Graphics Display Controller simplifies programming” (PDF). Electronics Design: p. 106. (1987年5月14日). http://www.oguchi-rd.com/top_100/top_100.pdf
  13. µPD7220/GDC, µPD7220-1/µPD7220-2 Graphics Display Controller (PDF)”. The data sheet. NEC (1983年4月7日). 2013年7月29日閲覧。
  14. 川村 清『PC-9801解析マニュアル[第0巻]』秀和システムトレーディング株式会社、1983年6月30日、335-336頁。
  15. 浅野泰之、壁谷正洋、金磯善博、桑野雅彦『PC-9801システム解析(下)』アスキー、1983年12月1日、195-196頁。ISBN 4-87148-715-6。

関連項目

外部リンク

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