２０１７．２．２４
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１６ビットマイコンボードの製作
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いつか使ってみるつもりで入手してそのまま置いてあった１６ビットＣＰＵのことを思い出しました。
ＡＭＤ社のＡＭ１８８です。
その名の通り、ＣＰＵコアは８０１８８互換の１６ビットＣＰＵです。
そのＡＭ１８８を使った１６ビットマイコンボードの製作記事です。
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［第１７回］


●ＯＵＴ命令

１６ビットマイコンボードについてはおよそ１ヶ月振りの更新です。
このところ「マイコン独立大作戦」を中心にして書いてきております。
実は昨日書きました８０８６アセンブラを使ったＶＧＡ表示画面のテストプログラム（「マイコン独立大作戦」［総合第１６回］）の続きを書こうとして、ＯＵＴ命令でひっかかってしまいました。
以前からちょっとまずいかなあ、とは思っていたのですが、ここにきてやっぱりこのまま進むわけにはいかんなあ、と思いましたので、今回は「１６ビットマイコンボードの製作」に戻って、出直すことにいたしました。

ＡＭ１８８にはＩ／Ｏを制御するための端子が６本あります。
ＰＣＳ０〜ＰＣＳ３、ＰＣＳ５、ＰＣＳ６です。
各端子にはあらかじめアクティブにできるＩ／Ｏアドレス範囲を指定します。
その範囲のアドレスを指定したときだけ出力がアクティブになります。
ＡＭ１８８マイコンボードではそのうちのＰＣＳ０を使います。
とりあえず作成したＴＫ−８０風モニタプログラムの初期設定部分で、ＰＣＳ０には８０００〜８０ＦＦの範囲を割り当てました。
ＡＭ１８８ではＩ／Ｏアドレスは１６ビットなので００００〜ＦＦＦＦの範囲をアクセスすることができます。
そのうちの８０００〜８０ＦＦです。
なぜ８０００〜なのかといいますと、ちょうど真ん中のアドレスなので、というようないい加減な理由で決めたものです（［第１６回］）。

この時点では「仮に」のつもりでしたし、後でよく考えればいい、と軽く考えていました。
しかし後で、なんて言っていないでこの時点でよく考えるべきでありました。

今までの８０８６のＯＵＴ命令（ＩＮ命令も）については、アドレスはＤＸレジスタのみを使って、
ＭＯＶ　ＡＬ，ＦＦ
ＭＯＶ　ＤＸ，８０Ｄ０
ＯＵＴ　ＤＸ，ＡＬ
のように書きます。
と説明してきました。

実は８０８６のＯＵＴ命令はこのほかに８０８０の命令と同じように、８ビットのＩＯアドレスを指定することができます。
ＯＵＴ　Ｄ０，ＡＬ
ＯＵＴ　８３，ＡＸ
という使い方です。

実際にＶＧＡ画面表示プログラムを書いて、８０８０やＺ８０のプログラムと比較してみますと、ＤＸを使うよりも、８ビットＣＰＵと同じ、こちらのＯＵＴ命令のほうがはるかに使い易いのですよね。
ところが現状では、８ビットアドレスを指定するＯＵＴ命令は使えません。
余りよく考えないでＰＣＳ０のベースアドレスとして８０００なんて値を割り当ててしまったからです。

ＯＵＴ　ｘｘ，ＡＬ
という命令を使う場合ｘｘには００〜ＦＦが入るのですが、そのときの上位８ビットはどうなるのか？という問題です。
じつは
ＯＵＴ　ｘｘ，ＡＬ
ＯＵＴ　ｘｘ，ＡＸ
ＩＮ　ＡＬ，ｘｘ
ＩＮ　ＡＸ，ｘｘ
の４つの命令はＣＰＵがその命令を実行するときに上位８ビットのアドレスとして００を補完するのです。
つまり
ＯＵＴ　Ｄ０，ＡＬは
ＭＯＶ　ＤＸ，００Ｄ０
ＯＵＴ　ＤＸ，ＡＬ
と同じ動作になります。

ところが現在はモニタプログラムの初期設定で、ＰＣＳ０に８０００〜８０ＦＦを割り当てているために
ＭＯＶ　ＤＸ，８０Ｄ０
ＯＵＴ　ＤＸ，ＡＬ
は実行できても
ＯＵＴ　Ｄ０，ＡＬ
は実行できません。
なぜならＯＵＴ　Ｄ０，ＡＬは００Ｄ０に対するＯＵＴ命令になってしまうからです（この型のＯＵＴ命令は００００〜００ＦＦ以外のＩ／Ｏアドレスはアクセスできません）。

ということになりますと、ここはやっぱりＰＣＳ０に００００〜００ＦＦを割り当てるべきでありましょう。
覚悟を決めまして、モニタプログラムを書き直しました。
初期設定部分だけではなくて、キーアクセスなどの部分でＤＸを使ってＩ／Ｏアドレスとして８０ｘｘを指定しているところを全部書き直しました。

下は変更前のモニタプログラムのＩ／Ｏアドレスの設定部分です。

[00066] F01C  BAA4FF            MOV DX,FFA4;pacs
[00067] F01F  B87608            MOV AX,0876;i/o base address=8000
[00068] F022  EF                OUT DX,AX
[00069] F023  BA8380            MOV DX,8083;**** 82c55
[00070] F026  B080              MOV AL,80;**** all port out
[00071] F028  EE                OUT DX,AL;****
[00072] F029  8CC8              MOV AX,CS;*****
[00073] F02B  BA8080            MOV DX,8080;*****
[00074] F02E  EF                OUT DX,AX;*****

こちらは変更後です。

[00066] F01C  BAA4FF            MOV DX,FFA4;pacs
[00067] F01F  B87600            MOV AX,0076;i/o base address=0000 17.2.24
[00068] F022  EF                OUT DX,AX
[00069] F023  B080              MOV AL,80;all port out
[00070] F025  E683              OUT 83,AL;82C55
[00071] F027  8CC8              MOV AX,CS;***** test
[00072] F029  E780              OUT 80,AX;*****

Ｉ／Ｏアドレスを設定してから、８２Ｃ５５の全ポートを出力に設定し、テストとしてＣＳ（Ｃｏｄｅ　Ｓｅｇｍｅｎｔ　ｒｅｇｉｓｔｅｒ）の値をＡポートとＢポートに出力しています。
ボード上の８２Ｃ５５はＮＤ８０Ｚ３．５と同様、Ｉ／Ｏアドレス８０〜８３に割り付けています。
こうやって両者を比較してみますとやっぱり８ビットアドレスを直接指定するほうが簡単ですね。
ＯＵＴ、ＩＮの度にＤＸレジスタが占領されてしまうというのもデメリットです。
もちろんこのように変更したあとでもＤＸレジスタを使って
ＭＯＶ　ＤＸ，００８３
ＯＵＴ　ＤＸ，ＡＬ
としても全く支障はありません。

１６ビットマイコンボードの製作［第１７回］
２０１７．２．２４ｕｐｌｏａｄ

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