(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１６５回］
●ＳＰＨＬ命令とＰＣＨＬ命令の実行時間
命令の実行時間はタイムチャートを見て、その実行クロック数から、計算により求めることができます。
ＳＰＨＬ命令とＰＣＨＬ命令については、［第９３回］で説明をしています。そこにはタイムチャートもつけてあります。
タイムチャートを見ると、ＳＰＨＬとＰＣＨＬのクロック数はともに８クロックになっています。
１クロックは０．５μｓですから、ＳＰＨＬとＰＣＨＬの実行時間は、０．５×８＝４μｓになります。
なお、８０８０では、ＳＰＨＬ、ＰＣＨＬの実行クロック数は５クロックです。
●テストプログラムの実行時間
実行時間の計算の説明をするために、テストプログラムをもう一度再掲いたします。
プログラムの実行時間を計算するのに必要な、各命令の実行時間は、それぞれの命令の後ろに（ ）で示しました。
単位はμｓです。
００００ ３Ｅ００ ＭＶＩ Ａ，００
０００２ ４７ ＭＯＶ Ｂ，Ａ
０００３ ４Ｆ ＭＯＶ Ｃ，Ａ
０００４ ５７ ＭＯＶ Ｄ，Ａ
０００５ ５Ｆ ＭＯＶ Ｅ，Ａ
０００６ ２１０００１ ＬＸＩ Ｈ，０１００
０００９ Ｆ９ ＳＰＨＬ （４）
０００Ａ Ｅ９ ＰＣＨＬ （４）
００ＦＥ ００ ＤＢ ００
００ＦＦ ００ ＤＢ ００
０１００ ３Ｂ ＤＣＸ ＳＰ （６）
０１０１ ３Ｂ ＤＣＸ ＳＰ （４）
０１０２ Ｆ１ ＰＯＰ ＰＳＷ （４）
０１０３ ３Ｃ ＩＮＲ Ａ （４）
０１０４ Ｆ５ ＰＵＳＨ ＰＳＷ （４）
０１０５ Ｃ２０９０１ ＪＮＺ ０１０９ （６）ｏｒ（４）
０１０８ ０３ ＩＮＸ Ｂ （４）ｏｒ（６）
０１０９ ２４ ＩＮＲ Ｈ （４）
０１０Ａ Ｅ５ ＰＵＳＨ Ｈ （４）
０１０Ｂ ２１０９００ ＬＸＩ Ｈ，０００９ （４）
０１０Ｅ Ｅ３ ＸＴＨＬ （８）
０１０Ｆ Ｃ９ ＲＥＴ （４）
０１ＦＥ ００ ＤＢ ００
０１ＦＦ ００ ＤＢ ００
０２００ ３Ｂ ＤＣＸ ＳＰ （６）
０２０１ ３Ｂ ＤＣＸ ＳＰ （４）
０２０２ Ｆ１ ＰＯＰ ＰＳＷ （４）
０２０３ ３Ｃ ＩＮＲ Ａ （４）
０２０４ Ｆ５ ＰＵＳＨ ＰＳＷ （４）
０２０５ Ｃ２０９０２ ＪＮＺ ０２０９ （６）ｏｒ（４）
０２０８ １３ ＩＮＸ Ｄ （４）ｏｒ（６）
０２０９ ２５ ＤＣＲ Ｈ （４）
０２０Ａ Ｃ３０Ａ０１ ＪＭＰ ０１０Ａ （６）
ＩＮＸ Ｂ、ＩＮＸ Ｄ、ＤＣＸ ＳＰの実行時間は４μｓと６μｓの２通りあります。
ＩＮＸ命令、ＤＣＸ命令の実行時間については、［第１６１回］で説明しましたが、もう一度説明しておきましょう。
ＩＮＸ命令は１６ビットのレジスタを、＋１（インクリメント）するのに、８ビットのカウンタを利用して、下位８ビットと上位８ビットの２回に分けて計算を行います。
まず下位８ビットを＋１して、その結果、上位８ビットへの繰り上がりが発生しなければ、そこで計算を打ち切ります。
そのため、繰り上がりがあるときとないときとで、実行時間が異なってきます。
繰り上がりがないときは８クロック（４μｓ）で、繰り上がりがあるときは１２クロック（６μｓ）です。
ＤＣＸは、上位桁からの繰り下がりがないときは８クロック（４μｓ）で、繰り下がりがあるときは１２クロック（６μｓ）です。
ＤＣＸ ＳＰの実行時間は、２回続けて実行しているうちの、前の方が６μｓで後の方が４μｓになっています。
このプログラムの場合は、最初のＤＣＸ ＳＰは、０１００−１＝００ＦＦか、０２００−１＝０１ＦＦのいずれかなので、必ず上位８ビットからの繰り下がりがあります。ですから実行時間は６μｓです。
後ろのＤＣＸ ＳＰは、００ＦＦ−１＝００ＦＥか０１ＦＦ−１＝０１ＦＥのいずれかなので、実行時間は４μｓです。
ＪＮＺも２通りの実行時間があります。
条件が成立するとき（ｎｏｔＺ、つまりＺフラグが立っていないとき）は、指定アドレスにジャンプするために余分な時間がかかりますから６μｓで、条件が成立しないとき（Ｚフラグが立っているとき）は、ジャンプしないで、そのまま次の命令に行きます。このときの実行時間は４μｓです。
以上のことを頭に入れておいたうえで、（ ）の数値をもとにして、プログラムの実行時間を計算してみましょう。
まずは、少し気になる、０１０５〜０１０８のＪＮＺ ０１０９とＩＮＸ Ｂ、それと０２０５〜０２０８のＪＮＺ ０２０９とＩＮＸ Ｄについて、検討をしてみます。
０１０５〜０１０８のプログラムと０２０５〜０２０８のプログラムでは、レジスタが違っているだけで、動作は同じですから、０１０５〜０１０８の命令について考えてみます。
ＩＮＲ Ａの実行によって、Ａレジスタは毎回＋１（インクリメント）されます。
実行の結果、Ａレジスタが２５６カウントに１回、００になったとき、ＪＮＺ命令がパスされて、ＩＮＸ Ｂが１回実行されます。
残りの２５５回は、ＪＮＺ命令の条件が成立するため、ＩＮＸ Ｂ命令がパスされます。
Ａレジスタが２５６カウントされるときの、０１０５〜０１０８の実行時間を計算してみます。
２５６回に１回、Ａ＝００になるときは、ＪＮＺはパスされるので実行時間は４μｓ、そしてＩＮＸ Ｂが実行されるので、実行時間は４μｓ（ここはとりあえず４μｓにしておきます）。合計８μｓ。
その他の２５５回は、ＪＮＺの実行により６μｓで、ＩＮＸ Ｂはパスされるので０μｓ。
つまり、この部分は２５６回のうち、２５５回は６μｓで、１回は８μｓということになります（ＩＮＸ Ｂも２５６回に１回、＋２μｓになりますが、それについては、あとで考えることにします）。
そのほかの命令の実行時間は一通りだけで変わりません。
それでは、Ａレジスタが＋１（インクリメント）されるときの、実行時間を求めてみることにします。
０００９〜０１０Ｆの命令が１回実行されますから、その合計を計算します。
０１０５〜０１０８については、６μｓで計算します。
４＋４＋６＋４＋４＋４＋４＋６＋４＋４＋４＋８＋４＝６０μｓになります。
ところで、０１００〜と０２００〜のプログラムは交互に実行されます。
実は、０２００〜の実行時間は、０２０ＡのＪＭＰ命令によって、０１０Ａにジャンプするため、０１００〜の実行時間とは少しだけ差があります。
そこで、０２００〜についても実行時間を求めてみます（こちらも、０００９から始まります）。
４＋４＋６＋４＋４＋４＋４＋６＋４＋６＋４＋４＋８＋４＝６６μｓになります。
「ＢＣＡ」レジスタを＋１するプログラム部分と「ＤＥＡ」レジスタを＋１するプログラム部分は交互に実行されますから、その実行時間を合計して、それぞれ１回ずつ実行されるときの時間、ということにします。６０＋６６＝１２６μｓです。
これがＡレジスタが＋１されるのにかかる時間です。
これをもとにして、ＢＣレジスタとＤＥレジスタが＋１される時間を計算します。
Ａレジスタが２５６カウントしたときに、ＢＣレジスタとＤＥレジスタが＋１されますから、その実行時間は、
１２６×２５６＋２×２＝３２２６０μｓになります。
＋２×２の部分は、先に説明した、２５６回に１回、ＩＮＸ Ｂ（ＩＮＸ Ｄ）が実行されるときの、その他の２５５回に比べて余分にかかる時間です。交互に１回ずつの合計ですから、その２倍です。
３２．２６ｍｓごとにＣレジスタ（Ｅレジスタ）が＋１されますが、その様子をＬＥＤの表示で確認しようとしても、下位ビットは速すぎて、ちょっと確認は無理でしょう。
ですから、さらにその上位のＢレジスタ（Ｄレジスタ）が＋１される時間も求めてみます。
Ｃレジスタ（Ｅレジスタ）が２５６カウントされるごとにＢレジスタ（Ｄレジスタ）が＋１されるのですから、その実行時間は、
３２．２６０×２５６＋０．００２×２＝８２５８．５６４ｍｓになります。
＋０．００２×２は、Ｂレジスタ（Ｄレジスタ）が＋１されるときは、Ｃレジスタ（Ｅレジスタ）からの繰り上がりが発生しているわけですから、そのときのＩＮＸ命令で余計にかかる２μｓです。交互に１回ずつの合計ですから、その２倍です。
●テストプログラムを実行中の写真です
上の列のＬＥＤは、左から、Ｄ、Ｅ、Ｂ、Ｃ、Ａレジスタで、下の列のＬＥＤは、左から、Ｈ、Ｌ、ＳＰＨ、ＳＰＬレジスタです。
ＤＥレジスタとＢＣレジスタはＢ２０Ｆを表示しています。Ａレジスタは速すぎて全点灯しているようにしか見えません。
ＥレジスタとＣレジスタも、最下位ビットの点滅速度は約０．０３秒ですから、これも点滅を目視することはできません。
はっきりしているのは、上４ビットは点灯していません、というくらいのことです。
下４ビットが全点灯で０Ｆですから、Ｅレジスタ（Ｃレジスタ）はその半分の０８ぐらいにしておきましょう。
Ｄレジスタ（Ｂレジスタ）はＢ２ですから、十進数に直すと、１７８です。
先ほどの計算から、Ｄレジスタ（Ｂレジスタ）が＋１されるのには、８．２５９秒かかりますから、Ｄレジスタ（Ｂレジスタ）が１７８カウントするまでには、
８．２５９×１７８＝１４７０．１０２秒、経過している、ということになります。
Ｅレジスタ（Ｃレジスタ）の分は、０．０３２×８＝０．２５６秒とわずかですから誤差の範囲ですが、一応上の結果に加算しておくことにします。
１４７０．１０２＋０．２５６＝１４７０．３５８秒になります。
ストップウォッチの表示は２４’３０”です。
秒に直すと、
２４×６０＋３０＝１４７０秒です。
おお。今回も一致しましたね。
●もう一枚、写真を撮りました
さきほどより、２５分ほど経ってから、もう一枚写真を撮りました
ＤＥレジスタとＢＣレジスタは６４０Ｆを表示しています。
さきほどよりも小さい値になっています。カウンタが一回りしてしまったようです。
Ｄレジスタ（Ｂレジスタ）が一回りするのにかかる時間は、
８．２５９×２５６＝２１１４．３０４秒です。
ストップウォッチの表示は、４９’００”です。
秒に直すと、２９４０秒ですから、確かに一回りしています。
念のために計算してみましょう。
Ｄレジスタ（Ｂレジスタ）の現在の表示は６４です。
十進数に直すと１００になりますが、一回りしていますから、１００＋２５６＝３５６カウントしていることになります。
経過時間は、
８．２５９×３５６＝２９４０．２０４秒
これに、さきほどと同じように、Ｅレジスタ（Ｃレジスタ）の０．２５６秒を加えることにします。
２９４０．２０４＋０．２５６＝２９４０．４６０秒です。
ストップウォッチの表示と計算結果は一致しました。
２００９．２．１８ｕｐｌｏａｄ
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