(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第２０２回］
●ＳＵＢ命令のクロック毎の動作の写真です
前々回はＡＤＤ命令、前回はＡＤＣ命令の動作テストを行いました。
今回はテストプログラムの後半部分、ＳＵＢ命令とＳＢＢ命令のクロック毎の動作を、写真を撮って確認します。
加算と同じように、２バイトの減算を行います。
３４８９
１２ＣＤ（−
２１ＢＣ
減算部分のプログラムです。
プログラムは、前回の続きを、そのままステップ毎に動作させていったのですが、今回も、前回と同じように、０１１１のＳＵＢ Ｅ命令と０１１４のＳＢＢ Ｄ命令をクロック毎にステップ動作させた写真を撮りました。
ＳＵＢ Ｅ命令のＴ４の写真です。
このＳＵＢ命令の前に実行された、ＸＣＨＧ命令とＬＸＩ Ｄ命令によって、ＨＬレジスタには、ＤＥレジスタにあった３４８９が入り、ＤＥレジスタには新たに１２ＣＤが入れられました。
そしてその次のＭＯＶ Ａ，Ｌ命令によってＡレジスタにはＬレジスタの値、８９が入れられています。
まず下位８ビットの減算、８９−ＣＤです。
Ｔ４のタイミングで、そのＡレジスタの値が内部データバスに読み出され、ＡＬＵのレジスタ”Ａ”に書き込まれています。
Ａレジスタの左にある、ＡｒｅｇＲＤ（黄ＬＥＤ）が点灯しています。
ＡＬＵのレジスタ”Ａ”の左にある、ＡＬＵｒｅｇ”Ａ”ＷＲ（緑ＬＥＤ）が点灯しています。
ＡＬＵレジスタ”Ｂ”には、まだ先に実行したＡＤＣ命令のときの値、３４がそのまま残っていますが、加算器からの結果を表示する、ＡＤＤレジスタＬＥＤには、レジスタ”Ａ”とレジスタ”Ｂ”の加算結果がただちに表示されます。
今回はＳＵＢ命令ですが、まだステップが進んでいないので、そのまま加算された結果が表示されます。
８９＋３４＋１＝ＢＥです。式の最後の＋１はキャリーの加算です。
まだ、先の計算のときのキャリーがそのまま残っていますから、それが加算されています（ＡＤＤレジスタの表示の右にあるＬＥＤが点灯しています）。
ＳＵＢ Ｅ命令のＴ５の写真です。
ＡＬＵｒｅｇ”Ａ”ＷＲ（緑ＬＥＤ）が消灯しました。
こうやって、あらためて写真を見ると、動作テストとしては、行き届かなかった点に気がつきます。
ＡＤＤレジスタ表示の右にある、加算前のキャリーを示すＬＥＤは点灯したままです。
しかし、じつはこのときの点灯は、その前からの表示の結果がそのまま続いているのではなくて、ＳＵＢ命令なので、ここで点灯したのです。
でも、上の写真と、この写真からでは、そのことはわかりません。ですから、不行き届きです。
でもまあ、そういう写真になってしまったものですから、仕方がありません。
前回と同様、７４ＨＣ２８３周りの回路図（［第１９１回］加算回路）を見ながら説明をすることにいたします。
今はＳＵＢ Ｅ命令（ＯＰコードは１００１００１１）の実行中です。
ＳＵＢ命令はＯＰ３＝０、ＯＰ４＝１です。このとき、７４ＨＣ７４のＤ入力は１になります。
ＳＵＢ命令はつねに１を加算しますから、下位４ビットの加算器の７４ＨＣ２８３のＣ０には、１が入れられるのです。
７４ＨＣ７４のＤ入力はＣＫが↑のときに出力に伝わります。
ＣＫにはＡＬＵｒｅｇ”Ａ”ＷＲが入っています（「ｒｅｇＡＷＲ」になっていますが、記載ミスです）。
ＡＬＵｒｅｇ”Ａ”ＷＲは、前回にも説明しましたように、Ｔ４のときにアクティブになります。
Ｔ４のときに、↓＿↑という信号が、７４ＨＣ７４のＣＫ端子に入力されますから、Ｔ４の終りに、Ｄ入力の１がそのまま、Ｑから出力されます。
下位４ビットの加算をする７４ＨＣ２８３のＣ０入力に、この時点（Ｔ４の終り、つまりＴ５になったとき）で、７４ＨＣ７４のＤ入力の１がそのまま伝えられたために、上記ＬＥＤが点灯しているのです。
ＳＵＢ Ｅ命令のＴ６の写真です。
Ｅレジスタの値、ＣＤが内部データバスに読み出されました。
Ｅレジスタの左にある、ＥｒｅｇＲＤ（黄ＬＥＤ）が点灯しています。
内部データバスもＣＤになっています。
ＡＬＵレジスタ”Ｂ”の左側にあるＡＬＵｒｅｇ”Ｂ”ＷＲ（緑ＬＥＤ）が点灯しています。
しかし、そのときＡＬＵのレジスタ”Ｂ”には、内部データバスのＣＤではなくて、３２という値が書き込まれています。
３２はＣＤを反転させた値です。
ＣＤは１１００１１０１で、３２は００１１００１０です。１と０が全部反転しています。減算のときに使う「１の補数」です。
［２００９．４．１３追記ここから］
ＡＬＵレジスタ”Ｂ”ＬＥＤの右上にある黄ＬＥＤが点灯しています。
ＩＮＶｓｅｌです。ＡＬＵレジスタ”Ｂ”に、内部データバスの値を反転（ｉｎｖｅｒｔ）させた値が選択されます（［第１７９回］ＡＬＵレジスタ”Ａ”およびレジスタ”Ｂ”回路図）。
［２００９．４．１３追記ここまで］
ＡＬＵレジスタ”Ａ”とＡＬＵレジスタ”Ｂ”の値は即座に加算されて、ＡＤＤレジスタに表示されます。
８９＋３２＋１＝ＢＣの計算が行われて、ＡＤＤレジスタの表示がＢＣになりました（左の計算の最後の＋１は上で説明した、ＳＵＢのときに、常に加えられる１です）。
今回は、加算の結果、上位桁への桁上げは発生しませんから、上位桁への桁上げを示す左側のＬＥＤは消灯しています。
減算のときは、この桁上げの有無を逆転させた値が、上位桁へのキャリー（ボロー）になります。
ですから、今回の計算の結果、キャリーフラグがセットされることになります。
しかし、まだこの段階では、キャリーフラグへの反映は行われません。
ＳＵＢ Ｅ命令のＴ７の写真です。
ＡＬＵｒｅｇ”Ｂ”ＷＲ（緑ＬＥＤ）が消灯しました。
ＳＵＢ Ｅ命令のＴ８の写真です。
ＡＤＤレジスタのＬＥＤ表示の左側にある、ＡｄｄＲＤ（黄ＬＥＤ）が点灯して、加算の結果（ＢＣ）が内部データバスに出されています。
Ａレジスタの右側にあるＡｒｅｇＷＲ（緑ＬＥＤ）が点灯して、Ａレジスタに内部データバスの値、ＢＣが書き込まれています。
フラグレジスタは、左端のＳ（サイン）フラグが点灯し、その右のＺ（ゼロ）フラグは消灯、その右のＨ（ハーフキャリー）フラグと、右端のＣ（キャリー）フラグが点灯しました。
ＳＵＢ Ｅ命令のＴ９の写真です。
ＡｒｅｇＷＲ（緑ＬＥＤ）が消灯しました。
次回はＳＢＢ命令の動作の写真をお見せすることにいたします。
２００９．４．１２ｕｐｌｏａｄ
２００９．４．１３追記
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