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５２２回］

●ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０用「動作する」ＵＳＢプログラム（その２）

前回、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０は、ＵＳＢに関係するシステムレジスタの多くが、バンク切り換えを使わない簡便なアクセス方式であるＡｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋではアクセスできない「領域外」に置かれているために、ＰＩＣ１８Ｆ２５５０で動作するプログラムも、そこの部分を書き直す必要がある、ということについて説明をいたしました。

その対策として、前回はバンク切り換えによる方法を説明しました。
システムレジスタのあるバンク１５を指定するためにＢＳＲレジスタに０Ｆｈ（＝１５）をセットしておいて、バンクを切り換えてアクセスしたい命令のときだけ、命令の末尾に’ａ’パラメータとして’１’を表記する、という方法です。

当初私はＢＳＲによるバンク切り換え方式はかなり面倒なプログラムになってしまうのではないか、と思っていたのですが、よくよく考えてみますと、そもそもバンク切り換えが必要なところはそれほど多くはないことがわかってきました。
それは、
�@ＵＳＢ関係のレジスタを除いて、その他のほとんどのシステムレジスタはＡｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋとして普通にアクセスできる
�AＡｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋとして普通にアクセスできるユーザー用の汎用メモリはアドレス０００〜０５Ｆの９６バイトもあるので、ワークエリアとしては十分な場合が多い
という２つの理由からです。

Ａｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋとしてアクセスする、ということは、ＰＩＣ１６Ｆと同じように、何も気にしないで（特別のパラメータを付加したりしないで）ごく普通に命令を表記するればよい、ということなのですから、普通はそうするのが最も都合が良い、と思います。

では、ＢＳＲレジスタによるバンク切り換えが必要になるときとは、どんなときなのでしょうか。
そのひとつが、前回から書いております、Ａｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋではアクセスできないシステムレジスタをアクセスするとき、です。
そのシステムレジスタはＵＳＢに関するレジスタで、アドレスＦ５Ｆ〜Ｆ５３にあります（［第５２０回］参照）。

ＵＳＢのみに直接関係するシステムレジスタは、ＵＣＯＮ（Ｆ６４）からＵＥＰ０（Ｆ５３）まで１８あって、そのうちＦ５Ｆ〜Ｆ５３にある１３のレジスタはＡｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋではアクセスできません。
数だけで言いますと、ＵＳＢ関係のほとんどのシステムレジスタがＡｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋの対象外になってしまう、ということになりますが、よくよくその内容を見てみますと、対象外になるシステムレジスタのうちでも、ＵＥＰ７〜ＵＥＰ０はエンドポイントのためのレジスタで、それが１３のうちの８個であることがわかります。
エンドポイントのためのレジスタはそのエンドポイントを使わなければ、アクセスすることはありません。
とすると、普通にＨＩＤとして使うならば、ＵＥＰ０とＵＥＰ１の２つあれば十分ですから、ＵＥＰ２〜ＵＥＰ７は除外して考えてもよい、ということになります。

ＵＦＲＭＨとＵＦＲＭＬは使わなくても済むレジスタですし、ＵＥＩＲとＵＥＩＥも使わなければならない、というレジスタではありません。
ＵＥＩＲとＵＥＩＥはＵＳＢの割り込みのためのレジスタですから、そりゃあ必須だろう、と思われるかも知れませんが、全然そんなことはありません。

ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０は高速（４８ＭＨｚ）で動作しますし、ＵＳＢ（Ｆｕｌｌ　Ｓｐｅｅｄモード）は１ｍｓごとにしか送受信しませんから、割り込みなど考える必要はないのです。
まあ割り込みを使う使わないは好き好きですから、そりゃあ使っても構わないわけですけれども、私は必要無いと考えましたので使いませんでした。

ということで、するとＡｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋではアクセスできないシステムレジスタ、というのは、実際のところ、ＵＡＤＤＲとＵＥＰ１とＵＥＰ０だけ、ということになります。
しかも、このいずれのレジスタも初期設定のときに必要なだけですから、プログラムの最初にＢＳＲに０Ｆをセットして、処理をすませておけば、あとはアクセスする必要はありません。

実は、それ以外に、Ａｃｃｅｓｓ　Ｂａｎｋではアクセスできない範囲外にあって、もっと頻繁にアクセスしなければならないレジスタがあります。
それは、アドレス２００〜２ＦＦにある「汎用メモリ」です。
ここはＵＳＢのための双方向メモリになっていて、ＵＳＢの送受信のたびに頻繁にアクセスしなければなりません。

このメモリエリアをＢＳＲベースのバンク切り換えでアクセスしようとする場合には、ＢＳＲレジスタに０２をセットしておいてから、そのメモリ範囲にアクセスする命令のときだけ、’ａ’パラメータとして’１’を付加する、ことになります。
それはちょいと面倒くさいプログラムになります。
このＵＳＢのためのメモリバッファをアクセスするところでは、次に説明するＦＳＲとＩＮＤＦを使った間接アドレッシングに依る方が楽だと思います。

●ＦＳＲとＩＮＤＦを使ったプログラム

前回の、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０に限って対策が必要なＵＳＢプログラムの、その部分をＦＳＲとＩＮＤＦを使って書き直してみると、次のようになります。

;
usbreset
	movlw 16
	lfsr 2,0f53;UEP0
	movwf INDF2
	movlw 15;ping-pong buffer set for EP0(out) only	
	movwf UCFG
;

前回のＢＳＲによるバンク切り換えのプログラムとどちらがいいか、といいますと、まあこれも好き好きなのですが、どっちもどっち、という感じです。
あ。ＰＩＣ１８Ｆの間接アドレッシングについては、［第４１４回］〜［第４１９回］あたりで説明をしておりますので、そちらも参照なさってください。

ことＵＳＢ用のシステムレジスタに対してのアクセスに限って考えますと、今回の間接アドレッシングによるよりも前回のＢＳＲによるバンク切り換え方式の方が、より簡単です。
私は今回のＦＳＲ、ＩＮＤＦによる方法で書いてしまいましたが、こちらの方法では、いちいち各レジスタのアドレス（０ｆ５３など）を確認しながら間違えないように書かなければならないだけ、手間がかかります（間違えてもアセンブラは指摘してはくれません）。

ＢＳＲの場合なら、最初に１回だけ、ｍｏｖｌｂ　０ｆ　と書いておけば、あとはｍｏｖｗｆ　ＵＥＰ０，１　のように、’１’を落とさないようにすることだけ注意すればよいので、比較的楽です（レジスタ名の綴りを間違えた場合にはアセンブラが指摘してくれます）。

一方、ＵＳＢメモリバッアァをアクセスする場面では、逆にＢＳＲによるバンク切り換えよりも、ＦＳＲとＩＮＤＦによる間接アドレッシングの方が簡単です。
そのサンプルは、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のテストプログラムの中にあります。
下の部分です。

;
;ep0 out data0(even)
setbd0
	lfsr 1,203
	movlw 05;address high
	movwf POSTDEC1
	movlw 00;address low
	movwf POSTDEC1
	movlw 08;bytes
	movwf POSTDEC1
	movlw 80;STAS(even)
	movwf POSTDEC1
	return
;

エンドポイント０に割り当てられている特別のメモリバッファ２００〜２０３に、エンドポイント０のための情報をセットしています。
ここで書き込んでいるデータの意味については、いずれまた説明することになると思います。
ここではＰＩＣ１８ＦのＦＳＲを使った間接アドレッシングで、連続したメモリをアクセスするときの便利な使い方の例として説明をいたします。

ＦＳＲはＰＩＣ１８Ｆの間接アドレスを入れる特殊レジスタで、ＰＩＣの普通の命令と違って１６ビットのアドレスを扱うことができます。
ＰＩＣのＦＳＲはＦＳＲ　０、ＦＳＲ　１、ＦＳＲ　２の３つあります。
実際には、１６ビットアドレスのうち、上位８ビットと下位８ビットは別々のレジスタになっています。
ＦＳＲ０ＨとＦＳＲ０Ｌ、ＦＳＲ１ＨとＦＳＲ１Ｌ、ＦＳＲ２ＨとＦＳＲ２Ｌです。

そこでたとえば、
ｍｏｖｌｗ　０２
ｍｏｖｗｆ　ＦＳＲ１Ｈ
ｍｏｖｌｗ　０３
ｍｏｖｗｆ　ＦＳＲ１Ｌ
というようにすることもできるのですが、それよりは上のプログラムのようにｌｆｓｒ命令を使って
ｌｆｓｒ　１，２０３
とした方がはるかに簡単です。

このように書きますと、なんだかむつかしそうですが、もしもＺ８０や８０８０の命令がわかる方でしたら、ああそうか、とすぐに納得できてしまうと思います。

ＰＩＣ１８ＦのＦＳＲレジスタは、Ｚ８０や８０８０のＨＬレジスタと全く同じなのです。
１６ビットのメモリアドレスを扱うときに上位８ビットのアドレスをＨレジスタに、下位８ビットのアドレスをＬレジスタに入れるところまで同じです。
ついでに言いますと、Ｚ８０ではＨＬレジスタと同じように、ＢＣレジスタやＤＥレジスタを使ってメモリの間接アドレッシングができますが、ＰＩＣ１８Ｆで、ＦＳＲ　０、ＦＳＲ　１、ＦＳＲ　２の３組のレジスタが使えるというところもＺ８０に似ています。

メモリの間接アドレッシングはＺ８０では、
ＬＤ　（ＨＬ），Ａ
のように使います。
Ａレジスタの値をＨＬレジスタで示すメモリアドレスに書き込む、という命令です。

ＰＩＣ１８Ｆの場合も、これと全く同じように使います。
ｍｏｖｗｆ　ＩＮＤＦ０
と書くと、ＦＳＲ０Ｈ、ＦＳＲ０Ｌで示されるメモリアドレスに、ｗレジスタの値を書く、という命令になります。

ＰＩＣ１８Ｆの場合にはさらに便利な機能が使えます。
上のプログラムで使っているＰＯＳＴＤＥＣがそれです。

ｍｏｖｗｆ　ＩＮＤＦ０
と書く代わりに、
ｍｏｖｗｆ　ＰＯＳＴＤＥＣ０
と書くと、
ｍｏｖｗｆ　ＩＮＤＦ０
を実行したあと、ＦＳＲ０Ｈ、ＦＳＲ０Ｌを合わせて保持している１６ビットのメモリアドレスを−１（ｄｅｃｒｅｍｅｎｔ）してくれます。
しかもその場合、下位８ビットから上位８ビットへのボローが生じた場合には、上位８ビットも−１してくれますから、これは実にありがたい機能です。

もちろんこれも、ＰＯＳＴＤＥＣ０、ＰＯＳＴＤＥＣ１、ＰＯＳＴＤＥＣ２の３通りが用意されています。
このほかさらに、ＰＯＳＴＩＮＣ０、ＰＯＳＴＩＮＣ１、ＰＯＳＴＩＮＣ２やＰＲＥＩＮＣ０、ＰＲＥＩＮＣ１、ＰＲＥＩＮＣ２などもあります。
これらのレジスタについては［第４１８回］、［第４１９回］で説明をしておりますので、くわしくはそちらをご参照願います。
２０１０．６．１１ｕｐｌｏａｄ

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