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…）
やっと（！）MYCPU80の改良型基板製作に着手しました！！





［第８５１回］


●ＳＨＬＤ、ＬＨＬＤ、ＸＴＨＬ命令のテスト

ＳＨＬＤ、ＬＨＬＤ、ＸＴＨＬ命令のテストです。
ＳＨＬＤはメモリアドレスを指定してそのアドレスとその次のアドレスにＨＬの値をＳＴＯＲＥする命令です。
ＬＨＬＤはその逆の命令で、メモリの値をＨＬにＬＯＡＤします。
ＸＴＨＬはスタックトップにある２バイトのデータとＨＬレジスタの値を交換する命令です。
下のリストはＳＨＬＤ、ＬＨＬＤ、ＸＴＨＬ命令のテストプログラムです。

００００　３１００００　　　LXI　ＳＰ，００００ ０００３　０１００００　　　ＬＸＩ　Ｂ，００００ ０００６　１１００００　　　ＬＸＩ　Ｄ，００００ ０００９　３Ｅ００　　　　　ＭＶＩ　Ａ，００ ０００Ｂ　Ｃ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　Ｂ　　　（８） ０００Ｃ　Ｅ３　　　　　　　ＸＴＨＬ　　　　　　（１６） ０００Ｄ　２３　　　　　　　ＩＮＸ　Ｈ　　　　　（８）ｏｒ（１２） ０００Ｅ　２２５０００　　　ＳＨＬＤ　００５０　（２０） ００１１　２１００００　　　ＬＸＩ　Ｈ，００００　（８） ００１４　２Ａ５０００　　　ＬＨＬＤ　００５０　（２０） ００１７　Ｅ３　　　　　　　ＸＴＨＬ　　　　　　（１６） ００１８　Ｃ１　　　　　　　ＰＯＰ　Ｂ　　　　　（８） ００１９　１Ｃ　　　　　　　ＩＮＲ　Ｅ　　　　　　（８） ００１Ａ　Ｃ２０Ｂ００　　　ＪＮＺ　０００Ｂ　　（１２）ｏｒ（８） ００１Ｄ　１４　　　　　　　ＩＮＲ　Ｄ　　　　　　（８） ００１Ｅ　Ｃ２０Ｂ００　　　ＪＮＺ　０００Ｂ　　（１２）ｏｒ（８） ００２１　３Ｃ　　　　　　　ＩＮＲ　Ａ　　　　　　（８） ００２２　Ｃ３０Ｂ００　　　ＪＭＰ　０００Ｂ　　（１２）

ＢＣレジスタとＤＥレジスタには初期値００００を入れます。
Ａレジスタにも００を入れます。

ＰＵＳＨ　Ｂ、ＰＯＰ　Ｂは、ＸＴＨＬの動作を確認するために使っています。
ＰＵＳＨ　Ｂ命令の実行によって、スタックのトップにはＢＣレジスタの値が置かれます。
ＸＴＨＬを実行すると、そのときにスタックトップにある２バイトのデータと、ＨＬレジスタの値とが交換されます。
ＸＴＨＬ命令によって、スタックトップのデータ（実はＢＣレジスタの値と同じ）がＨＬレジスタに入り、代わりにＨＬレジスタの値がスタックに置かれます。
ＢＣレジスタは変化しませんが、動作としては、ＢＣとＨＬの値を交換したに近い動作になります。
ですから、ＨＬの値は、実はＢＣの値と同じになっています。

そのＨＬの値を次のＩＮＸ　Ｈで＋１します。
そしてＳＨＬＤとＬＨＬＤのテストのために、まずＳＨＬＤ命令で、メモリの００５０にＨＬの値をＳＴＯＲＥします。
その後に、ＬＨＬＤ命令で、メモリの００５０から、ふただび値をＨＬレジスタに読み込みます。
そしてもう一度、ＸＴＨＬを実行して、スタックトップのデータ（保存してあった、もともとのＨＬのデータ）と、現在のＨＬレジスタの値とを交換します。

ここまでの動作で、スタックトップの値（実はＢＣレジスタの値）が＋１されたことになります。
そして最後に、ＰＯＰ　Ｂで、スタックトップの値をＢＣレジスタに戻します。
結局、ＨＬレジスタの値は変わることなく、ＢＣレジスタの値だけが＋１されたことになります。

実行時間を時計で計って、計算結果と比較できるように、以上の動作を１回実行するごとに、Ｅレジスタを＋１します。
Ｅレジスタを＋１した結果が００でなければ、０００Ｂに戻って繰り返します。
結果が００のときは、Ｄレジスタを＋１します。
Ｄレジスタを＋１した結果が００でなければ０００Ｂに戻って繰り返します。
Ｄレジスタを＋１した結果が００のときは、Ａレジスタを＋１してから、０００Ｂに戻って繰り返します。
上のリストの各命令の後ろの（）内の数はその命令の実行クロック数です。
実行時間の計算については省略しますが（ＭＹＣＰＵ８０操作説明書では詳細な計算の説明をしています）、Ａレジスタは約４秒ごとに＋１されていきます。
下はプログラムを実行中の写真です。


●ＳＰＨＬ、ＰＣＨＬ命令のテスト

ＳＰＨＬ、ＰＣＨＬ命令のテストです。
ＳＰＨＬはＨＬレジスタの値をＳＰ（スタックポインタ）に転送する命令です。
ＰＣＨＬはＰＣ（プログラムカウンタ）にＨＬの値を転送します。ＰＣ（プログラムカウンタ）がＨＬの値になりますから、ＨＬの値で示すアドレスにジャンプするという動作になります。
下のリストはＳＰＨＬ、ＰＣＨＬ命令のテストプログラムです。

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　　　　　　（８） ０００Ａ　Ｅ９　　　　　　　ＰＣＨＬ　　　　　　（８） ００ＦＥ　００　　　　　　　ＤＢ　００ ００ＦＦ　００　　　　　　　ＤＢ　００ ０１００　３Ｂ　　　　　　　ＤＣＸ　ＳＰ　　　　（８）ｏｒ（１２） ０１０１　３Ｂ　　　　　　　ＤＣＸ　ＳＰ　　　　（８）ｏｒ（１２） ０１０２　Ｆ１　　　　　　　ＰＯＰ　ＰＳＷ　　　（８） ０１０３　３Ｃ　　　　　　　ＩＮＲ　Ａ　　　　　　（８） ０１０４　Ｆ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　ＰＳＷ　　（８） ０１０５　Ｃ２０９０１　　　ＪＮＺ　＄０１０９　　　（１２）ｏｒ（８） ０１０８　０３　　　　　　　ＩＮＸ　Ｂ　　　　　　（８）ｏｒ（１２） ０１０９　２４　　　　　　　ＩＮＲ　Ｈ　　　　　　（８） ０１０Ａ　Ｅ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　Ｈ　　　　（８） ０１０Ｂ　２１０９００　　　ＬＸＩ　Ｈ，＄０００９　（８） ０１０Ｅ　Ｅ３　　　　　　　ＸＴＨＬ　　　　　　　（１６） ０１０Ｆ　Ｃ９　　　　　　　ＲＥＴ　　　　　　　　（８） ０１ＦＥ　００　　　　　　　ＤＢ　００ ０１ＦＦ　００　　　　　　　ＤＢ　００ ０２００　３Ｂ　　　　　　　ＤＣＸ　ＳＰ　　　　（８）ｏｒ（１２） ０２０１　３Ｂ　　　　　　　ＤＣＸ　ＳＰ　　　　（８）ｏｒ（１２） ０２０２　Ｆ１　　　　　　　ＰＯＰ　ＰＳＷ　　　（８） ０２０３　３Ｃ　　　　　　　ＩＮＲ　Ａ　　　　　　（８） ０２０４　Ｆ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　ＰＳＷ　　（８） ０２０５　Ｃ２０９０２　　　ＪＮＺ　＄０２０９　　　（１２）ｏｒ（８） ０２０８　１３　　　　　　　ＩＮＸ　Ｄ　　　　　　（８）ｏｒ（１２） ０２０９　２５　　　　　　　ＤＣＲ　Ｈ　　　　　　（８） ０２０Ａ　Ｃ３０Ａ０１　　　ＪＭＰ　＄０１０Ａ　　　（１２）

上のプログラムは２つの２４ビットカウンタＢ、Ｃ、ＡとＤ、Ｅ、Ａを交互にカウントアップさせる動作をします。
Ａレジスタが共用されているため、スタックに値を退避します。
ＳＰＨＬとＰＣＨＬを使って２組のプログラムと２組のスタックを使い分けています。

ＨＬレジスタには初期値として０１００を入れています。
この０１００は「ＢＣＡ」カウンタルーチンのエントリアドレスであるとともに、スタックポインタのアドレスでもあります。

次の命令、ＳＰＨＬで、ＳＰ（スタックポインタ）に、この０１００がセットされます。
そして、さらにその次の、ＰＣＨＬ命令によって、ＰＣ（プログラムカウンタ）にも同じ０１００がセットされます。
ＰＣの値が０１００になりますから、つまり、これはＪＭＰ　０１００が実行されるのと同じことです。
したがって、処理の流れは、０１００に移ります。

０１００と０１０１にはＤＣＸ　ＳＰ命令があります。
ＤＣＸ　ＳＰを２回実行しますから、ＳＰの値は０１００−２で００ＦＥになります。
次にＰＯＰ　ＰＳＷを実行します。
ＳＰ（スタックポインタ）に００ＦＥをセットしておいて、ＰＯＰ　ＰＳＷを実行することで、００ＦＥ〜００ＦＦのメモリ内容がＡレジスタとフラグレジスタに入れられます。
ＰＯＰ　ＰＳＷのあと、ＩＮＲ　Ａを実行して、Ａレジスタを＋１（インクリメント）します。
そして、ＰＵＳＨ　ＰＳＷ命令で、＋１したあとのＡレジスタの値をまたスタックに保存します。

Ａレジスタが２５６カウントされて、００になるたびに、その上位カウンタのＢＣレジスタを＋１します。
次にＩＮＲ　Ｈを実行します。Ｈレジスタが＋１されます。
ＨＬレジスタには「ＢＣＡ」カウンタルーチンを実行するために、そのエントリアドレスの０１００が入っていました。
そのＨレジスタが＋１されるとＨＬレジスタの値は、０２００になります。

０２００はもうひとつのカウンタ「ＤＥＡ」をインクリメントするためのルーチンのエントリアドレスです。
０２００〜のメモリアドレスには、０１００〜と同じ動作をするプログラム（対象になるレジスタだけが異なっている）が書かれています。

０１００〜のプログラムを実行したあとで、次に実行するプログラムのエントリアドレスである０２００をＨＬレジスタに入れた後、ＰＵＳＨ　Ｈを実行し、最後にＲＥＴを実行します。
こうすることで、０２００にジャンプしてもうひとつのカウンタルーチンが実行されることになります。

このようにして、０１００〜のプログラムと０２００〜のプログラムが交互に実行され、Ｂ、Ｃ、ＡレジスタとＤ、Ｅ、Ａカウンタが交互にインクリメントされることを繰り返します。
上のリストの各命令の後ろの（）内の数はその命令の実行クロック数です。
実行時間の計算については省略しますが（ＭＹＣＰＵ８０操作説明書では詳細な計算の説明をしています）、ＢおよびＤレジスタは約８秒ごとに＋１されていきます。
下はプログラムを実行中の写真です。

ＴＴＬでＣＰＵをつくろう！［第８５１回］

２０１８．２．２５ｕｐｌｏａｄ

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