TI-99/4 and TI-99/4A | 1979 ~ 1981
TI-99/4
TI-99/4とTI-99/4Aは、それぞれ1979年と1981年にテキサス・インスツルメンツ（Texas Instruments）から発売された家庭用コンピュータです。TI-99/4はテキサス・インスツルメンツのTMS9900マイクロプロセッサを基にしており、元々ミニコンピュータで使用されていたこのプロセッサにより、TI-99/4は初の16ビット家庭用コンピュータとなりました。関連するTMS9918ビデオディスプレイコントローラはカラーグラフィックスとスプライトサポートを提供し、当時のAtari 400や800と同等のグラフィック性能を持っていました。TI-99シリーズは当初、Apple IIやTRS-80と競争していました。
TI-99/4の計算機スタイルのキーボードは弱点として指摘され、TIのROMカートリッジへの依存と限られた一部のサードパーティへの開発者情報の提供はソフトウェア不足を引き起こしました。1981年に発売されたTI-99/4Aは、内部設計を簡素化し、フルトラベルキーボードや改善されたグラフィックス、独特の拡張システムを提供することでこれらの問題を解決しようとしました。TI-99/4Aは元のモデルの半額で発売され、販売が大幅に増加し、TIはこれをサポートするためにいくつかの周辺機器を発売しました。その中には音声合成器や「Peripheral Expansion System」ボックスが含まれ、ハードウェア追加装置を収容できました。TIは開発者情報とツールを公開しましたが、依然として独占的な出版ポリシーを維持し、プラットフォームのソフトウェア不足問題を解決できませんでした。両モデルとも16ビットCPUの性能上の利点が制限されたアーキテクチャ的欠陥を持っていました。
1981年に発売されたTI-99/4Aは、CommodoreのVIC-20発売から数ヶ月後の時点でした。CommodoreのCEOであるJack Tramielは、VIC-20の価格を継続的に引き下げることで価格戦争を開始し、それに伴いTIも価格を引き下げざるを得ませんでした。1982年末、TIはテキサス州ラボックから1日に5,000台のコンピュータを出荷していました。しかし、1983年にはTI-99/4Aが100ドル以下で販売され、損失を出しており、1983年第3四半期には3億3千万ドルの損失を記録しました。最終的にTIは1983年10月にTI-99/4Aの生産中止を発表し、1984年3月に生産が終了しました。
TI-99/4は計画されたTI-99コンピュータラインの中間モデルとして発売されましたが、その後他のモデルは発売されませんでした。ただし、TI-99/4Aの生産中止後にいくつかのプロトタイプや文書が発見されました。
TI-99/4Aは、メインボード、ROMカートリッジスロット、フルトラベルキーボードを1つのケースに収めた独立型コンソールです。電源供給装置は外部にあり、RF変調器を介してテレビをモニターとして使用できます。小文字は別のグリフではなく、小文字の形で表示されます。TI BASICはANSI標準に準拠したBASICインタプリタで、ダートマスBASICを基にしており、グラフィックス、サウンド、ファイルシステムアクセスをサポートしています。99/4Aの後続バージョンは、(C)1983 TEXAS INSTRUMENTS V2.2というタイトルページを持ち、サードパーティ製の非公式ROMカートリッジの使用を防ぎます。
TI-99/4モデルとTI-99/4Aモデルの両方は、3MHzで動作する16ビットTMS9900 CPUを使用しています。TMS9900はTI-990ミニコンピュータの単一チップ実装であり、完全な16ビットプロセッサですが、システムROMと256バイトのスクラッチパッドRAMのみが16ビットバスにアクセスできます。
周辺機器には、5¼インチフロッピーディスクドライブとコントローラ、2つのシリアルポートと1つの並列ポートを持つRS-232カード、Pascalサポート用のPコードカード、熱プリンタ、300ボーオーディオカプラ、標準オーディオカセットをメディアとして使用するテープドライブ、32KBメモリ拡張カードなどがあります。
99/4Aのグラフィックスは、TMS9918Aビデオディスプレイプロセッサ（VDP）を使用して生成されます。このVDPはテキサス・インスツルメンツが開発したもので、コレコビジョン（ColecoVision）やSG-1000コンソールでも使用され、MSXコンピュータ標準にも含まれています。TMS9918Aは文字ベースとビットマップディスプレイモードの両方をサポートし、ハードウェアスプライトもサポートしています。合計32個の単色スプライトを使用でき、1つのスキャンラインに最大4つのスプライトを表示できます。各スプライトは8×8または16×16ピクセルのサイズで、2倍から16倍まで拡大可能です。
99/4AにはVDP RAMとして16KBのRAMが提供されます。このVDP RAMはTI-99/4Aアーキテクチャで最も大きな書き込み可能なメモリブロックであり、ディスクI/OバッファやTI BASICユーザープログラムを保存するために使用されます。このメモリにはVDPを仲介者として使用しなければアクセスできません。
TI-99周辺機器はハードウェアに内蔵されたデバイスドライバを介して動作します。新しい周辺機器が接続されると、すぐにソフトウェアで使用可能になり、すべてのデバイスアクセスはファイルベースのI/Oメカニズムを使用して処理されます。これにより、ソフトウェアを更新せずに新しいデバイスを追加できます。Peripheral Expansion Systemは2つのRS-232カードを装着でき、合計4つのRS-232ポートと2つの並列プリンタポートをサポートします。
このコンピュータは2つのカセットドライブを専用ポートを介してサポートしており、特別なデータ形式を使用します。NTSCベースの機械では、複合ビデオとオーディオが別のポートを介して出力され、外部RF変調器を介してテレビに変調されます。PALベースの機械は、より複雑なYUV信号を出力し、この信号も外部でUHFに変調されます。
デジタルジョイスティック2つは1つのDE-9ポートを介して接続できます。このポートはAtariのジョイスティックポートと同じですが、ピン配置は互換性がありません。サードパーティのアダプタを使用すれば、Atari互換のジョイスティックを使用できます。TIは公式に32KB RAM拡張モジュールを販売しました。このメモリはすべての用途に使用されるわけではありません。たとえば、拡張されたBASICプログラムは24KBしか使用できず、残りの8KBは機械語ルーチンのために残されています。Mini Memoryプラグインモジュールは4KBのバッテリーバックアップRAMを提供し、これを永続的なRAMディスクとして使用したり、機械語プログラムをロードするために使用できます。
TI-99/4Aは、Peripheral Expansion Box（PEB）またはPeripheral Expansion Systemを介して拡張カードを追加できます。このシャーシは独自の線形電源供給装置とフルハイト5¼インチフロッピーディスクドライブベイを持っています。各カードにはLEDがあり、ソフトウェアでカードにアクセスする際に点滅します。電源供給装置のカードスロット部分は非線形であり、各カードには独自の電圧要件を満たすオンボード電源調整器があります。これにより、部分的にロードされたPEBでは電力消費が減少し、特別なカードも使用できるようになります。
PEBは拡張バスからアナログ音声入力をサポートしており、音声合成器のオーディオをコンソールを介してモニターに送信できます。オーディオはリボンケーブルを介してPEBにも送信され、これにより音声合成器をPEBに移動させたり、コンソール内蔵のサウンドよりも多くの機能を提供するオーディオカードを使用する可能性も開かれました。TIから公式に発売されたカードはありません。
TIから公式に発売されたPEB内のカードには、32KB RAM拡張カード、RS-232および並列ポートカード、UCSD P-System IV.0を実行するPコードカード、ディスクドライブ制御カードなどがあります。
PEBなしで使用できる周辺機器も存在しました。
音声合成器は1970年代後半から1980年代初頭にかけて、TIがSpeak & Spellおもちゃに使用されたTexas Instruments LPC Speech Chipsのおかげで音声合成技術の先駆者でした。TI-99/4および4A用の音声合成器モジュールがあり、一部のカートリッジを購入すると無料で提供され、AlpinerやParsecなどのビデオゲームで使用されました。Alpinerの音声には男性と女性の声が含まれており、プレイヤーが間違った動きをしたときには皮肉なトーンも含まれています。
この音声合成器は線形予測符号化（LPC）の変種を使用し、小さな内蔵語彙を持っています。音声合成器の語彙を拡張する小さなカートリッジを発売する計画がありましたが、Terminal Emulator IIカートリッジでのソフトウェア音声合成の成功により、この計画は中止されました。
1977年、テキサス・インスツルメンツ（TI）内でビデオゲームコンソール、TRS-80およびApple IIに対抗する家庭用コンピュータ、高級ビジネス用パーソナルコンピュータを設計する複数のチームが存在しました。最初の2つのチームはTIの消費者製品部門で作業し、継続的に競争していました。Wally Rhinesによれば、99/4の「超低価格キーボード」（計算機スタイルのキー）やRF変調器、ROMカートリッジはコンソール設計から生じたものでした。最終的に2つのチームは統合され、家庭用コンピュータ市場を目指すことになりました。一方、3番目のチームはTIのデータシステム部門に合流し、この部門ではミニコンピュータ製品やさまざまなコンピュータ端末を扱っており、オールインワン機械が脅威であると考え、プロジェクトを終了しました。
TI内の他の人々は、ラボックグループがTIのTMS9900 CPUを使用するよう説得しました。これはTIの「1つの会社、1つのコンピュータアーキテクチャ」という概念に合致しており、1つのプロセッサモデルがコンソールから高級ミニコンピュータにまで拡張できるようにすることを目指していました。TMS9900はTIの16ビットTI-990ミニコンピュータ設計を単一チップで実装したものです。1960年代に人気のあったミニコンピュータ設計を基にした制限された機能を持つ単一チップバージョンが1970年代中盤に人気を博しましたが、その後Intel 8088やMotorola 68000のような新しく設計された16ビットおよび32ビットCPUがこれらよりも優れた性能を提供するようになりました。TMS9900の特異な機能、例えばプロセッサレジスタがメモリに保存されるなどの特徴は、当時のミニコンピュータでより一般的に見られるものでした。
一方、TIのヨーロッパ本社では別の家庭用コンピュータ製品が登場していました。ここでは、第三のコンサルティング会社が「モジョ（Mojo）」というコード名でプロトタイプを製作しており、これはTIの8ビットIntel 8080バージョンを基にしており、全量TIチップセットをサポートしていました。何度かの議論の末、モジョは放棄され、消費者製品部門の家庭用コンピュータの概念が引き続き進行しました。
1979年、TIはすでに大手コンピュータ製造業者として成功した道を歩んでおり、世界最大の半導体製造業者でもありました。TIは微細回路とデジタル集積回路を広範囲に生産しており、これはマイクロコンピュータ分野でTI独自の競争力を提供しました。TIはこの地位を利用して市場を支配しようとし、1970年代中盤には初の科学用計算機を発売し、それによってコモドールなどの以前の顧客を追い出し、計算機市場で優位に立ちました。これを基に、TIが競争力のあるシステムを発売すれば、マイクロコンピュータ市場も再編されると予想されました。
開発期間中、家庭用コンピュータ市場に参入しようとするいくつかの企業は、連邦通信委員会（FCC）の強い規制に直面しました。FCCはテレビと直接接続される消費者機器の干渉問題を解決するために新しい規制を設け、1970年代当時のほとんどのテレビは1つのアンテナ入力しか持っていなかったため、これをコンピュータと接続するためにはRF変調器を使用する必要があり、これにより信号干渉問題が発生する可能性がありました。
TIはこの規制問題を解決するために、FCCと絶えず戦いました。TIは研究室や議会で規制問題を解決しようとしましたが、最終的に発売日が近づくにつれてこの問題を解決できませんでした。そこでTIはZenith Electronicsのテレビをコンピュータモニターに改造し、RF変調器を排除し、代わりにコンポジットビデオ信号でテレビに直接接続することにしました。その結果、99/4の初期価格は1,150ドルに設定され、これは2023年基準で約4,253ドルに相当する金額でした。
しかし、99/4は販売が不振でした。ソフトウェアがほとんどなく、ほとんどの開発者がTIの16ビットCPUに合わせて製品をポーティングしなかったためです。この機械は発売当時、ほぼすべてのレビューで酷評されました。キーボード、小文字未対応、拡張性不足、ソフトウェア不足などが問題として指摘されました。1980年7月、アダム・オスボーンは99/4が1,400ドルで、人気のあるApple IIの950ドルよりも高いと指摘し、販売が困難であることを示しました。TIは1981年夏までに20,000台も売れず、これはAppleやラジオシャック、アタリよりもはるかに少ない販売量でした。99/4は「非常に高価で、特に奇妙なキーボード、非標準BASIC、ソフトウェア不足などの問題が多い」と評価されました。
その後、99/4の失敗を挽回しようとしたTIは、1981年に99/4Aモデルを発売しました。このモデルはタイプライター風のキーボードを提供し、より多くの拡張オプションを追加しました。価格は最初に525ドルでしたが、その後継続的に価格が引き下げられました。1982年初頭、TIは価格を200ドルに引き下げ、広告モデルにビル・コスビーを起用しました。価格引き下げ後、99/4Aの販売は急増しましたが、依然として多くの問題を抱えていました。TIは引き続き価格を引き下げ、99/4Aの販売は一定期間活発に行われましたが、最終的には他の問題が続出しました。
99/4Aは1983年春まで継続的な価格引き下げとともに市場に出回り、多くの小売店では在庫を49ドルという価格で販売することもありました。TIは99/4Aモデルを1984年3月に生産中止することを決定し、全出荷量は280万台に達しました。99/4Aは最終的に家庭用コンピュータ市場で最初に生産中止された主要システムの1つとして記録され、その後コレコアダム、マテルアクアリウス、タイムタックスシンクレア1000、IBM PCjrなどのシステムが同様の運命をたどりました。
完全な16ビットシステムを構築するために、TIは既存の8ビットサポートチップを多く再設計する必要がありました。しかし、TIは既存のデバイスのほとんどをシステムに使用することを決定しました。その結果、システムの一部だけが16ビットであり、残りは第2の8ビットコンピュータバスを使用することになりました。
TMS9900の主要な特徴の1つは、複数のセットのプロセッサレジスタを含むことです。この設計はミニコンピュータに由来しており、ミニコンピュータ環境では一般的に時間共有またはマルチタスキングオペレーティングシステムが実行されるか、リアルタイムコンピューティングに使用されました。これらの環境では、プログラム間で迅速に切り替える能力が有利であるため、TMS9900は複数のセットの16ビットレジスタをメインメモリに保存し、単一の作業空間ポインタレジスタを変更することで迅速にコンテキストスイッチを行うことができました。
新しい設計は、16ビットバスに256バイトのランダムアクセスメモリ（RAM）を配置し、最大8セットのレジスタを保存できるようにしました。このRAM領域は「スクラッチパッドメモリ」として知られています。プロセッサのすべての命令は16ビットであるため、8KBの内部システム読み取り専用メモリ（ROM）も16ビット側に位置しています。実際、プログラムカウンタ、ステータスレジスタ、および作業空間ポインタレジスタはチップ自体に実装されています。
システムの8ビット側にはほとんどのRAMとほぼすべてのサポートチップがあり、特にビデオディスプレイコントローラ（VDP）が存在します。VDPシステムへのすべてのアクセスは8ビットずつ実行されます。システムのRAMはVDPによって管理され、VDPがメモリを使用していないときにのみCPUがメモリにアクセスできます。これは、ユーザープログラムとデータが2つのマシンサイクルを経て読み取られるため、速度が半分になる結果をもたらしました。TMS9900の開発を監督していたTIの元マイクロプロセッサマネージャによれば、これは16ビットプロセッサの性能上の利点を相殺するとされています。
TMS9900の機械語命令はワード整列が必要であり、各命令には最小16ビットが必要です。当時、メモリは高価だったため、この形式のサイズは懸念事項でした。また、16ビットコードで8ビット側のシステムをプログラミングすることはやや複雑でした。これを解決するために、TIは「グラフィックプログラミング言語」（GPL）という擬似アセンブリ言語を開発しました。GPLはCPUによって解釈され、GPL命令を1つ以上のTMS9900命令に動的に変換します。GPLにはメモリブロックを消去するなどのユーティリティルーチンが含まれています。ROMカートリッジで最初に配布されたすべてのソフトウェアはGPLを使用して作成され、時折GROMと呼ばれます。
発売当時、システムにはTIの内蔵BASICインタプリタのみがユーザーアクセス可能なプログラミング言語として含まれていました。Creative Computing Benchmarkによれば、これはApple IIの速度の約半分で実行されます。
