(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１５４回］
●ＣＡＬＬ、ＲＥＴを使ったテストプログラムです
前回、ＰＵＳＨ、ＰＯＰを使ったテストプログラムによって、スタック操作に問題がないことは確認できましたので、もう少しましなテストプログラムを作ってみることにしました。
今度は、ＣＡＬＬ命令とＲＥＴ命令のテストをしてみます。
ＣＡＬＬ命令とＲＥＴ命令を使って、サブルーチンが使えるようになると、いかにもプログラムという感じになってきます。
００００ ３１００００ LXI ＳＰ，００００
０００３ ３Ｅ００ ＭＶＩ Ａ，００
０００５ ２１００００ ＬＸＩ Ｈ，００００
０００８ １１００００ ＬＸＩ Ｄ，００００
０００Ｂ ３Ｃ ＩＮＲ Ａ （４）
０００Ｃ ＣＣ２０００ ＣＺ ００２０ （４ ｏｒ ９）
０００Ｆ Ｃ３０Ｂ００ ＪＭＰ ０００Ｂ （６）
００２０ ２Ｃ ＩＮＲ Ｌ （４）
００２１ Ｃ０ ＲＮＺ （２ ｏｒ ４）
００２２ ２４ ＩＮＲ Ｈ （４）
００２３ Ｃ０ ＲＮＺ （２ ｏｒ ４）
００２４ １Ｃ ＩＮＲ Ｅ （４）
００２５ Ｃ０ ＲＮＺ （２ ｏｒ ４）
００２６ １４ ＩＮＲ Ｄ （４）
００２７ Ｃ９ ＲＥＴ （４）
ＣＺは条件ＣＡＬＬ命令です。それ以前の命令の実行の結果、Ｚフラグが立っているときに、サブルーチンをＣＡＬＬします。Ｚフラグが立っていなければ、何もしないで、次の命令の実行に移ります。
ＲＮＺは条件ＲＥＴＵＲＮ命令です。Ｚフラグが立っていなければ、メインプログラムに戻ります（ｒｅｔｕｒｎします）。Ｚフラグが立っていれば、何もしないで、次の命令の実行に移ります。
ＲＥＴは無条件でメインプログラムに戻ります。
ＣＡＬＬ命令（条件ＣＡＬＬ命令も同じ）は、この命令の次のアドレスをスタックに格納してから、サブルーチンにジャンプします。
ＲＥＴ命令（条件ＲＥＴ命令も同じ）は、スタックからメインプログラムの戻り先のアドレスを取り出して、ＰＣ（プログラムカウンタ）にセットします。その結果、サブルーチンからメインプログラムに実行が移されます。
このテストプログラムは、Ａレジスタを００〜ＦＦまでｉｎｃｒｅｍｅｎｔ（インクリメント、＋１）します。結果が００でないときは、ＣＺ命令は実行されませんから、次のＪＭＰ命令によって、また０００Ｂに戻ってＩＮＲ Ａが実行され、それを繰り返します。
結果が００のときは、００２０のサブルーチンがＣＡＬＬされます。
００２０のサブルーチンではＩＮＲ Ｌによって、Ｌレジスタが００〜ＦＦまでインクリメント（＋１）されます。結果が００でないときは、ＲＮＺが実行され、そのままメインルーチンに戻ります。
結果が００のときは、次のＩＮＲ Ｈが実行され、Ｈレジスタがインクリメント（＋１）されます。その結果が００でないときは、そこでＲＮＺが実行され、メインルーチンに戻ります。
結果が００のときは、さらにその次のＩＮＲ Ｅが実行されます。
そのようにして、順次、Ａ、Ｌ、Ｈ、Ｅ、Ｄレジスタがインクリメントされていきます。
これは基本的に［第１４８回］で使ったテストプログラムと同じ動作を、サブルーチンを使って実行するようにちょいと変形したものです。
Ａが最下位８ビットでＤが最上位８ビットになるように、８ビツトのバイナリカウンタを５個、直列につないだのと同じ動作となります。
プログラムリストの命令の後ろに（ ）で示した数字は、その命令の実行時間です（単位μｓ）。
ＩＮＲ命令とＪＭＰ命令については、［第１４８回］で説明をしました（そこではＪＮＺ命令でしたが、条件成立時の実行時間がＪＭＰ命令と同じになります）。
ＣＺ、ＲＮＺ、ＲＥＴ命令の実行時間を確認するために、それぞれのタイミングチャートを見てみることにします。
●ＣＺ命令の実行時間
ＣＺ命令のタイミングチャートは［第９７回］にありますが、かなり時間が経ってしまいましたから、再掲することにいたします。
ＣＬＯＣＫが４ＭＨｚになっていますが、現在はその半分の２ＭＨｚです。
ＣＺ命令は、条件が成立したときは、Ｔ０〜Ｔ１７の１８クロックです。
１クロックは０．５μｓですから、実行時間は０．５×１８＝９μｓになります。
条件が不成立のときは、Ｔ０〜Ｔ７の８クロックになります。
このときの実行時間は、０．５×８＝４μｓです。
ちなみに８０８０の場合、条件ＣＡＬＬ命令のクロック数は、条件が成立したときは１７クロックで、条件が不成立のときは１１クロックです。
●ＲＺ命令、ＲＥＴ命令の実行時間
ＲＺ命令、ＲＥＴ命令のタイミングチャートは［第９８回］にありますが、かなり時間が経ってしまいましたから、再掲することにいたします。
ＣＬＯＣＫが４ＭＨｚになっていますが、現在はその半分の２ＭＨｚです。
ＲＥＴ命令および条件が成立したときのＲＸ命令は、Ｔ０〜Ｔ７の８クロックです。
１クロックは０．５μｓですから、実行時間は０．５×８＝４μｓになります。
条件が不成立のときは、Ｔ０〜Ｔ４の４クロックになります。
このときの実行時間は、０．５×４＝２μｓです。
ちなみに８０８０の場合、条件ＲＥＴ命令のクロック数は、条件が成立したときは１１クロックで、条件が不成立のときは５クロックです。
●テストプログラムの実行時間
最初にＡレジスタが００〜ＦＦまで２５６カウントされるまでの時間を計算してみます。
０００Ｂ〜００１１の、ＩＮＲ、ＣＺ、ＪＭＰ命令が２５６回繰り返されます。ＣＺ命令は、２５５回は条件が不成立ですから４μｓですが、１回は条件が成立しますから、９μｓ（つまり＋５μｓ）になります。
これを計算すると
（４＋４＋６）×２５６＋５＝３５８９μｓ
になります。
Ａ＝００になって、ＣＺが実行されると、それによって００２０からのサブルーチンが１回実行されます。
このサブルーチンではＩＮＲ Ｌが実行されて、Ｌレジスタが＋１されます。
Ｌレジスタが００〜ＦＦまで２５６カウントされる間、ＩＮＲ Ｌ命令とＲＮＺ命令も２５６回実行されます。
さきほどの、Ａレジスタが２５６回実行されるたびに、ＩＮＲ ＬとＲＮＺが１回実行されますから、その時間もさきほどの計算結果に加算します。
３５８９＋４＋４＝３５９７μｓです。
この計算結果をもとにして、Ｌが００〜ＦＦまで２５６カウントされるまでの時間を計算してみます。
ＲＮＺについては２５５回は４μｓですが、１回は条件が不成立なので２μｓになります（つまり、このときだけ、−２μｓ）。
これを計算すると、
３５９７×２５６−２＝９２０８３０μｓ
になります。
上の計算で求めた、９２０８３０μｓごとに、その次の命令、ＩＮＲ ＨとＲＮＺが１回実行されます。
したがって、Ｈレジスタが＋１されるための実行時間は、
９２０８３０＋４＋４＝９２０８３８μｓ
になります。
このＨレジスタや、それより上位の、Ｅレジスタも２５６カウントのうち１回だけは２μｓだけ、実行時間が短くなりますが、もうそのあたりになると、誤差の範囲になりますから、無視してしまっても、計算結果にほとんど影響はありません。
次回はいよいよこのテストプログラムを実行して、計算結果と照合してみることにいたします。
２００９．２．５ｕｐｌｏａｄ
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