(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第６１回］
●ＪＭＰ命令の説明です
いままで説明してきた回路は全てレジスタを操作するだけの命令でした。
確かに命令を解読して、その通りに実行してはいるのですが、とにかくレジスタ間か、レジスタ・メモリ間のデータ転送ばかりでしたから、ＣＰＵの回路というよりは、なんだかメモリ電卓の回路のような気がしないでもありません。
しかし、いよいよ、最もＣＰＵらしい回路の説明にとりかかっていくことになります。
その代表とも言えるのが、ＪＭＰ命令です。
命令コードは
１１００００１１ （１６進数ではＣ３）
です。
アセンブラ表記は
ＪＭＰ 1234
です。
マシン語命令コードＣ３に続く２バイトの値が示すメモリアドレスに無条件でジャンプします。
たとえば、メモリアドレス００１０から続く３バイトが次の値だったとき、
００１０ Ｃ３
００１１ ５６
００１２ ７８
ＣＰＵは００１２番地まで読み取ったあと、７８５６番地にジャンプします（５６７８番地ではありません）。
８０８０は１６ビット、２バイトの値をメモリに置くときには、若いアドレスに下位バイトが来るように配置します。
ですからＣＰＵは上の例では、まず命令コードのＣ３を読み、次に続くジャンプ先を指定するアドレスの下位アドレスを先に読み、続いて上位アドレスを読むことになります。
この命令の動作はどのような回路にするとよいのでしょうか？
ポイントはプログラムカウンタです。
ＣＰＵはプログラムカウンタが示すメモリアドレスの通りに、メモリから命令を読み取って解読しながら、それを実行していきます。
普通は、メモリから１バイト読むごとにプログラムカウンタは＋１だけ進んでいきます。
ＪＭＰ命令を読み込んだあとで、プログラムカウンタにＪＭＰ先のアドレスを書き込めば、次にＣＰＵは新たに書き込まれたプログラムカウンタの値が示すメモリアドレスから命令コードを読み込んでくれるはずです。
●話の順番として、ＪＭＰ命令をデコードする回路です
じつは、ＪＭＰ命令だけではなくて、２枚目の基板にある命令の半数ぐらいが同じデコード回路から出ているのです。
とりあえずはＪＭＰ命令の部分だけ取り出してお見せすればよいようなものですが、いずれは全部説明していくことになりますから、この際、全部まとめてお見せしてしまいます。
●２枚目の基板にある全命令のデコード回路です
ＪＭＰ命令は図の中ほどにあります。
ＪＭＰ命令の命令コードは、１１００００１１ ですから、ｏｐ７＝１、ｏｐ６＝１のときの、ｏｐ２〜ｏｐ０が”０１１”（＝３）のセレクトラインと、ｏｐ５〜ｏｐ３が”０００”（＝０）のセレクトラインのＡＮＤによって選択されます。
●ＪＭＰ命令のタイミングチャートです
命令コード”Ｃ３”に続く２バイトをそのままプログラムカウンタに入れたいところですが、残念ながら、それはできません。
順序として、まず”Ｃ３”の次のメモリアドレスの値を読んで、プログラムカウンタの下位レジスタ（ＰＣＬ）に書き込みます。
そして次の値を読み込んで…。この時点でプログラムカウンタの下位８ビットが書き変えられてしまっていますから、次の値を読むことができなくなってしまいます。
そこで、Ｍ２、Ｍ３の期間に、”Ｃ３”コードに続く２バイトの値をメモリから読んで、ワークレジスタ、ＷＫＬ、ＷＫＨに書き込みます。
そして、次のＭ４、Ｍ５で、ＷＫＬの値をＰＣＬに、ＷＫＨの値をＰＣＨに書き込むようにしています。
ＷＫＬ、ＷＫＨは、ｄ３〜ｄ０またはｓ３〜ｓ０が、”０１１１”、”０１１０”で、ｒｅｇＷＲ、ｒｅｇＲＤをアクティブにすることで書き込み、読み出しができ、ＰＣＬ、ＰＣＨはｄ３〜ｄ０またはｓ３〜ｓ０が、”００１１”、”００１０”で、ｒｅｇＷＲ、ｒｅｇＲＤをアクティブにすることで書き込み、読み出しができます。
ｄ３〜ｄ０、ｓ３〜ｓ０とレジスタの関係については、［第２７回］で説明しました。こちらの表を参照してください。
ｄ３〜ｄ０、ｓ３〜ｓ０とｒｅｇＲＤ、ｒｅｇＷＲ信号とによってレジスタをアクセスする仕組みについては、［第２７回］の「レジスタコード表」の下に回路図がありますが、その回路はその後に改良によって変更していますので、［第４５回］で説明した、こちらの回路図を参照してください。
今日はもう時間が無くなってしまいました。
この続きは次回に致します。
２００８．９．８ｕｐｌｏａｄ
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