ＴＴＬでＣＰＵを作ろう！

~~標準ＴＴＬ~~だけ（！）でCPUをつくろう！（組立てキットです！）
(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第２５０回］

●ＴＫ８０のステップ動作（モニタプログラム）の説明（続き）です

前回はＴＫ８０のステップ動作を、ソフトウェアの面から説明することにいたしました。
でも時間が足りなくなって、途中で終わってしまいました。
今回はその続きです。

ＴＫ８０のステップ動作はＲＳＴ７割込みを利用しています。
ＲＳＴ７割込みは、ＩＮＴ信号の入力によって、００３８番地からのプログラムがＣＡＬＬされます。
ＴＫ８０モニタプログラムの００３８番地には、０１５１へのＪＭＰ命令が書いてありますので、データバスになにものせないでＩＮＴ信号だけが入力される（ＲＳＴ７割込み）と、結局０１５１からのプログラムが実行されることになります。

前回はその０１５１からのプログラムの始めの部分を説明しました。
この０１５１からのプログラムは、「ワンステップ動作」のプログラムです、と紹介しましたが、じつは「ワンステップ」動作というよりも、「ブレイク」動作、と言った方が適切だと思います。

ブレイク動作というのは、プログラムの実行中に、指定した条件によって、実行を中断してモニタプログラム（システムプログラム）に戻ることを言います。
パソコンなどでも「システムブレイク」などという言葉を使ったりしていますね。

ＴＫ８０のステップ動作というのは、ブレイク動作を１命令ごとに繰り返し行っているものだとも言えます。
ユーザープログラムを１命令だけ実行した直後に「ブレイク」すると、この０１５１番地からのプログラムが実行されます。

前回は、その入り口部分で、ＣＰＵのレジスタやフラグ、プログラムカウンタ、スタックポインタの値をメモリの特定のエリアにセーブする部分について説明をしました。

その続きです。


0166 31D1FF     LXI SP,MONSP
0169 3AF2FF     LDA BRKCT
016C A7         ANA A
016D CA8B01     JZ BSTOP
0170 2AF0FF     LHLD BRKAD
0173 EB         XCHG
0174 2AE0FF     LHLD PSAVE
0177 7D         MOV A,L
0178 BB         CMP E
0179 C28501     JNZ NOBRK
017C 7C         MOV A,H
017D BA         CMP D
017E C28501     JNZ NOBRK
0181 21F2FF     LXI H,BRKCT
0184 35         DCR M
0185 CD9101   NOBRK:CALL ADDSP
0188 C3F901     JMP RESRG
018B CD9101   BSTOP:CALL ADDSP
018E C35100     JMP START
0191 2AEAFF   ADDSP:LHLD FSAVE
0194 22ECFF     SHLD DATA
0197 2AE0FF     LHLD PSAVE
019A 22EEFF     SHLD ADRES
019D CDA101     CALL RGDSP
01A0 C9         RET

前回は、レジスタをメモリに保存する方法として、スタックポインタを利用するテクニックが使われていることを説明しました。
モニタプログラムもいろいろな命令を実行するなかでスタックを使いますから、レジスタのセーブが済んだら、まずスタックを設定しなければなりません。
モニタプログラムはユーザープログラムとは別の働きをしますから、モニタプログラム専用のスタック領域を割り当てます。
それがＭＯＮＳＰ（ＦＦＤ１）です。
ＬＸＩ　ＳＰ命令でＦＦＤ１をスタックポインタに書き込みます。
こうすることで、モニタプログラムのスタック領域がＦＦＤ０から前の部分に割り当てられます。

さて次の
LDA BRKCT ANA A JZ BSTOP

ですが、これがさきほど少し説明した、「ブレイク」動作に対応している部分です。
ＴＫ８０はワンステップ動作と同じ仕組みを利用して、ブレイク動作というものを利用することができます。
ワンステップ動作は、最初から１命令ずつ実行していきますが、ブレイク動作は、あるプログラムアドレスまではワンステップにしないで続けて実行し、指定したアドレスまできたら、ブレイクして、そこからはワンステップ動作になる、というものです。

さらに指定アドレスの命令を何回か実行したあとでブレイクする、というような指定もすることができます。
その場合には、このＢＲＫＣＴ（多分Ｂｒｅａｋ　Ｃｏｕｎｔｅｒの意。アドレスＦＦＦ２）に繰り返し回数を指定します。
ワンステップ動作の場合には、繰り返し回数には００を指定します（リセット後の初期状態では００になっています）。

ＢＲＫＣＴの値が００ならばＢＳＴＯＰへＪＭＰします。
ワンステップ動作の場合には００ですから、必ずＢＳＴＯＰに行くことになります。
ですから、その下の０１７０から０１８Ａまでのところは、関係がないことになります。
ここは、ブレイク動作のための部分です。

でも、ついでですから、ほんの少しだけ、簡単に説明しますと、ブレイク動作では、ブレイク回数とともに、ブレイクさせるアドレスも指定します。
ＢＲＫＡＤ（ＦＦＦ０、ＦＦＦ１）にアドレスを書き込んでおきます。
０１７０から０１８Ａまでの部分で、その指定したアドレスと、この割込みプログラムの始めのところで、メモリにセーブしたプログラムカウンタとの比較を行います。
一致しないときは、そのままＬＥＤ表示ルーチンをＣＡＬＬしてから、ユーザプログラムの実行へもどります（ＲＥＳＲＧルーチンへ行く）。
一致したときは、ブレイクカウンタの値を－１してから、ＬＥＤ表示ルーチンをＣＡＬＬして、ユーザープログラムの実行へ戻ります。

ステップ動作の場合には、やはり同じようにＬＥＤ表示ルーチン（ＡＤＤＳＰ）をＣＡＬＬしたあと、モニタプログラムのエントリルーチンに行きます。

ＡＤＤＳＰはＬＥＤにアドレスとデータを表示するルーチンです。
ＬＥＤにデータを表示する仕組みについては、また別のところで説明をするつもりですが、少しだけ、簡単に説明しておきます。
ＬＥＤに表示するためには、データ表示部（ＬＥＤの右４桁）に表示する値は、ＤＡＴＡ（ＦＦＥＣ、ＦＦＥＤ）に書き込み、またアドレス表示部（ＬＥＤの左４桁）に表示する値は、ＡＤＲＥＳ（ＦＦＥＥ、ＦＦＥＦ）に書き込みます。
そのあと、ＲＧＤＳＰをＣＡＬＬすると、ＡＤＲＥＳ、ＤＡＴＡの値がＬＥＤに表示されます。

ＲＧＤＳＰは、ＦＦＥＣ～ＦＦＥＦの値を、最終的にＬＥＤに表示するための表示バッファＦＦＦ４～ＦＦＦ７に転送し、そこからさらにセグメントデータに変換して、ＬＥＤのＤＭＡ表示アドレスである、ＦＦＦ８～ＦＦＦＦにセグメントデータを書き込みます。

さて、ステップ動作のその後なのですが、ＡＤＤＳＰルーチンによって、プログラムカウンタの値をＬＥＤのアドレス表示部（左４桁）に表示するとともに、Ａレジスタの値とフラグレジスタの値を、ＬＥＤのデータ表示部（右４桁）に表示したあと、モニタプログラムのエントリルーチンに行ってしまいます。

BSTOP:CALL ADDSP JMP START ADDSP:LHLD FSAVE SHLD DATA LHLD PSAVE SHLD ADRES CALL RGDSP RET

がその部分です。
ＦＳＡＶＥ（ＦＦＥＡ、ＦＦＥＢ）はフラグとＡレジスタをセーブしたメモリアドレスで、ＰＳＡＶＥ（ＦＦＥ０、ＦＦＥ１）はプログラムカウンタをセーブしたメモリアドレスです。

このあと、モニタのエントリルーチンに行ってから、いったいぜんたいステップ動作はどのように処理されるのでしょうか。
その説明は、また次回へと続きます。
２００９．６．１５ｕｐｌｏａｄ

前へ
 次へ
 ホームページトップへ戻る