(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第９９回］
●ＣＡＬＬ命令のクロック毎の動作の写真です
今回は前々回に説明したＣＡＬＬ命令と、前回説明したＲＥＴ命令のクロック毎の動作の写真をお見せします。
テストに使ったプログラムです。
００００ ３１０００８ ＬＸＩ ＳＰ，０８００
０００３ ＣＤ１０００ ＣＡＬＬ ００１０
０００６ ００
００１０ ４７ ＭＯＶ Ｂ，Ａ
００１１ Ｃ９ ＲＥＴ
最初にスタックポインタを設定します。
スタックを０８００番地におくことにします。
ＳＰ（スタックポインタ）を設定しないでＣＡＬＬ命令を実行すると、ＲＥＴ命令でもとのアドレスに戻ることができなくて暴走してしまいます。
ＳＰ（スタックポインタ）の設定は、ＣＡＬＬ命令のつど必要なものではなく、プログラムの先頭で一度だけ実行させるようにします。
メモリアドレス０００３のＣＡＬＬ命令が実行されると、ＰＣ（プログラムカウンタ）が００１０に書き換えられ、その結果００１０番地にジャンプすることになります。
００１０番地には、適当な命令としてＭＯＶ命令が書いてあります。
ＭＯＶ命令が実行されたあと、次のＲＥＴ命令が実行されます。
ＲＥＴ命令が実行されると、スタックから戻り先アドレスを取り出してＰＣ（プログラムカウンタ）に格納します。
その結果、ＣＡＬＬ命令の次のメモリアドレス０００６番地に戻ることになります。
以上の動作を順に見ていきます。
ＬＸＩ ＳＰ命令のクロック毎の動作の写真は［第８４回］でお見せしていますから、今回は省略します。
最初はＣＡＬＬ命令です。
ＣＡＬＬ命令のＴ４からお見せします。
Ｔ４の写真です。
ＣＡＬＬ命令の前にＬＸＩ ＳＰ命令が実行されているので、ＳＰ（スタックポインタ）は”０８００”になっています。
ＰＣ（プログラムカウンタ）は”０００４”になっています。
ＯＰコードレジスタには、ＣＡＬＬ命令のＯＰコード、”ＣＤ”がラッチされています。
ＰＣの値が外部アドレスバスに出力され、外部アドレスバスも”０００４”になっています。
データバスにはメモリアドレス”０００４”番地の値、”１０”が出力されていて、内部データバス（ｉｎｎｅｒＢＵＳ）も”１０”になっています。
ｒｅｇＷＲが点灯し、ｄ３〜ｄ０が”０１１１”なので、ＷＫＬレジスタが選択されます。
ＷＫＬｒｅｇＷＲが点灯し、ＷＫＬレジスタに内部データバスの値”１０”が書き込まれています。
ＣＡＬＬ命令で指定するメモリアドレスの下位８ビットです。
ｄ３−ｄ０とレジスタの関係については、「レジスタコード表」（［第２７回］）を参照してください。
Ｔ５の写真です。
ＰＣｃｌｋが点灯しました。
ｒｅｇＷＲ、ＷＫＬｒｅｇＷＲは消灯しました。
高級な一眼レフなどではなくて、お手軽デジカメのところへもってきて、照明が不足していてシャッタースピードが遅いので注意しないとブレてしまいます。
でも撮りなおそうとするとまた最初から全部やり直ししなくてはならないのでたまりません。
ま、ＬＥＤの表示が見えればいいか、ということで、お見苦しいところもありますが、なにとぞご容赦くださいませ。
Ｔ６の写真です。
ＰＣｃｌｋが消灯し、ＰＣ（プログラムカウンタ）が＋１されて”０００５”になりました。
ＰＣＡＤｏｕｔが点灯していて、外部アドレスバスＡ１５−Ａ８、Ａ７−Ａ０にＰＣの値がそのまま出力されています。
外部データバスＤ７−Ｄ０にはメモリアドレス”０００５”番地の値、”００”が出力されていて、内部データバス（ｉｎｎｅｒＢＵＳ）も”００”になっています。
ｒｅｇＷＲが点灯し、ｄ３〜ｄ０が”０１１０”なので、ＷＫＨレジスタが選択されます。
ＷＫＨｒｅｇＷＲが点灯し、ＷＫＨレジスタに内部データバスの値”００”が書き込まれています。
ＣＡＬＬ命令で指定するメモリアドレスの上位８ビットです。
Ｔ７の写真です。
ｒｅｇＷＲ、ＷＫＨｒｅｇＷＲは消灯しました。
ＰＣｃｌｋが点灯しています。
Ｔ８の写真です。
ＣＡＬＬ命令のＴ８は何もしないダミーサイクルです。
ＰＣ（プログラムカウンタ）は”０００６”になりましたが、ＰＣＡＤｏｕｔが消灯しているので、外部アドレスバスには出力されません。
Ｔ９の写真です。
ＳＰｃｌｋが点灯しました。
Ｔ１０の写真です。
ＳＰ（スタックポインタ）が−１されて、”０７ＦＦ”になりました。
ＳＰｓｅｌが点灯して、ＳＰ（スタックポインタ）の値が外部アドレスバスＡ１５−Ａ０に出力されています。
ｒｅｇＲＤが点灯していて、ｓ３−ｓ０が”００１０”なので、データの送り元としてＰＣ（Ｈ）レジスタ（プログラムカウンタの上位８ビット）が選択されています。
ＰＣＨｒｄが点灯して、ＰＣ（Ｈ）レジスタ（プログラムカウンタの上位８ビット）の値”００”が内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳに出力されています。
外部データバスＤ７−Ｄ０にも出力されていて、ＭＥＭＷＲが点灯しているので、メモリアドレス”０７ＦＦ”（スタック）にＰＣ（プログラムカウンタ）の上位８ビットの値”００”が書き込まれます。
ｓ３−ｓ０とレジスタの関係については、「レジスタコード表」（［第２７回］）を参照してください。
Ｔ１１の写真です。
ＭＥＭＷＲが消灯し、ＳＰｃｌｋが点灯しました。
Ｔ１２の写真です。
ＳＰ（スタックポインタ）が−１されて、”０７ＦＥ”になりました。
ＳＰｓｅｌが点灯して、ＳＰ（スタックポインタ）の値が外部アドレスバスＡ１５−Ａ０に出力されています。
ｒｅｇＲＤが点灯していて、ｓ３−ｓ０が”００１１”なので、データの送り元としてＰＣ（Ｌ）レジスタ（プログラムカウンタの下位８ビット）が選択されています。
ＰＣＬｒｄが点灯して、ＰＣ（Ｌ）レジスタ（プログラムカウンタの下位８ビット）の値”０６”が内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳに出力されています。
外部データバスＤ７−Ｄ０にも出力されていて、ＭＥＭＷＲが点灯しているので、メモリアドレス”０７ＦＥ”（スタック）にＰＣ（プログラムカウンタ）の下位８ビットの値”０６”が書き込まれます。
ＰＣ（プログラムカウンタ）はＣＡＬＬ命令の次のアドレス”０００６”を示しています。このアドレスをスタックに保存することで、ＲＥＴ命令で戻ってくることが可能になります。
ｓ３−ｓ０とレジスタの関係については、「レジスタコード表」（［第２７回］）を参照してください。
Ｔ１３の写真です。
ＭＥＭＷＲが消灯しました。
Ｔ１４の写真です。
ｒｅｇＲＤとｒｅｇＷＲが両方とも点灯しています。
ｓ３−ｓ０は”０１１０”で、データの送り元としてＷＫＨレジスタが選択されています。
ｄ３−ｄ０は”００１０”で、データの受け手としてＰＣＨ（プログラムカウンタの上位８ビット）が選択されています。
ｓ３−ｓ０、ｄ３−ｄ０とレジスタの関係については、「レジスタコード表」（［第２７回］）を参照してください。
ＷＫＨｒｅｇＲＤが点灯していて、ＣＡＬＬ命令の上位８ビットを格納している、ＷＫＨレジスタから”００”が読み出されて、内部データバス（ｉｎｎｅｒＢＵＳ）に出力されています。
ＰＣＨｗｒが点灯していて、ＰＣＨレジスタに”００”が読み込まれていることがわかります。
プログラムカウンタを書き換えています。
Ｔ１５の写真です。
ＰＣＨｗｒが消灯しました。
Ｔ１６の写真です。
Ａ〜Ｄが全部消灯しているのでＴ０のように見えますが、もう１桁上のＥを表示するＬＥＤがないので、Ｔ０と区別がつきませんが、Ｔ０ではなくて、Ｔ１６（２進数では”１００００”）です。
ｒｅｇＲＤとｒｅｇＷＲが両方とも点灯しています。
ｓ３−ｓ０は”０１１１”で、データの送り元としてＷＫＬレジスタが選択されています。
ｄ３−ｄ０は”００１１”で、データの受け手としてＰＣＬ（プログラムカウンタの下位８ビット）が選択されています。
ｓ３−ｓ０、ｄ３−ｄ０とレジスタの関係については、「レジスタコード表」（［第２７回］）を参照してください。
ＷＫＬｒｅｇＲＤが点灯していて、ＣＡＬＬ命令の下位８ビットを格納している、ＷＫＬレジスタから”１０”が読み出されて、内部データバス（ｉｎｎｅｒＢＵＳ）に出力されています。
ＰＣＬｗｒが点灯していて、ＰＣＬレジスタに”１０”が読み込まれていることがわかります。
Ｔ１７の写真です。
Ａ−ＤのＬＥＤはＡしか点灯していませんが、Ｔ１ではなくてＴ１７（２進数では”１０００１”）です。上位ビットのＥを表示するＬＥＤがないのでＴ１と同じように見えます。
ＰＣＬｗｒが消灯しました。
ＰＣ（プログラムカウンタ）が”００１０”に書き換えられました。
Ｔ１８（次の命令のＴ０）の写真です。
Ｔ１８は一瞬で終了し、次の命令のＴ０になります。
外部アドレスバスＡ１５−Ａ０にはＰＣ（プログラムカウンタ）の値”００１０”が出力されています。
ＣＡＬＬ命令が実行された結果、”００１０”番地にジャンプしたことがわかります。
●ＭＯＶ Ｂ，Ａ命令のクロック毎の写真です
ＭＯＶ命令のクロック毎の動作は［第４１回］で説明済みですから、Ｔ４からの動作の写真を説明無しでお見せします。
ＭＯＶ命令のＴ４の写真です。
Ｔ５の写真です。
Ｔ６（次の命令のＴ０）の写真です。
メモリアドレス”００１１”のＲＥＴ命令のＴ０です。
外部アドレスバスＡ１５−Ａ０は”００１１”になって、データバスＤ７−Ｄ０には”Ｃ９”（ＲＥＴのＯＰコード）が出力されています。
●ＲＥＴ命令のクロック毎の動作の写真です
ＲＥＴ命令の動作もＴ４から見ていくことにします。
ＲＥＴ命令のＴ４の写真です。
ＳＰｓｅｌが点灯していて、外部アドレスバスＡ１５−Ａ０にはＳＰ（スタックポインタ）の値”０７ＦＥ”が出力されています。
外部データバスＤ７−Ｄ０には、スタックの値の”０６”（保存されていた戻り先アドレスの下位８ビット）が出力されていて、内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳにも読み込まれています。
ｒｅｇＷＲが点灯しています。
ｄ３−ｄ０は”００１１”で、データの受け手としてＰＣＬ（プログラムカウンタの下位８ビット）が選択されています。
ｄ３−ｄ０とレジスタの関係については、「レジスタコード表」（［第２７回］）を参照してください。
ＰＣＬｗｒが点灯していて、ＰＣＬレジスタに”０６”が読み込まれています。
Ｔ５の写真です。
ＰＣＬｗｒは消灯しました。
ＳＰｃｌｋが点灯しました。
ＳＰｄ／ｕが点灯しています。
ＳＰｄ／ｕが点灯しているときは、ＳＰｃｌｋの入力によって、ＳＰ（スタックポインタ）はＵＰカウントします（＋１されます）。消灯しているときはＤＯＷＮカウント（−１）します。
Ｔ６の写真です。
ＳＰｃｌｋが消灯し、ＳＰ（スタックポインタ）の値は＋１されて、”０７ＦＦ”になりました。
ＳＰｓｅｌが点灯していて、外部アドレスバスＡ１５−Ａ０にはＳＰ（スタックポインタ）の値”０７ＦＦ”が出力されています。
外部データバスＤ７−Ｄ０には、スタックの値の”００”（保存されていた戻り先アドレスの上位８ビット）が出力されていて、内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳにも読み込まれています。
ｒｅｇＷＲが点灯しています。
ｄ３−ｄ０は”００１０”で、データの受け手としてＰＣＨ（プログラムカウンタの下位８ビット）が選択されています。
ｄ３−ｄ０とレジスタの関係については、「レジスタコード表」（［第２７回］）を参照してください。
ＰＣＨｗｒが点灯していて、ＰＣＨレジスタに”００”が読み込まれています。
ＰＣＨｗｒが消灯しました。
ＰＣ（プログラムカウンタ）に、スタックから取り出した、戻り先のアドレス”０００６”が書き込まれました。
ＳＰｃｌｋが点灯しました。
ＳＰｃｌｋが消灯するタイミングでＳＰ（スタックポインタ）が＋１されます。
Ｔ８（次の命令のＴ０）の写真です。
ＳＰ（スタックポインタ）が＋１されて、”０８００”になりました。
Ｔ８は一瞬で終了して、次の命令のＴ０になります。
外部アドレスバスＡ１５−Ａ０にはＰＣ（プログラムカウンタ）の値”０００６”が出力されています。
ＲＥＴ命令の実行によって、ＣＡＬＬ命令の次のメモリアドレスの”０００６”番地に戻ったことがわかります。
２００８．１０．１９ｕｐｌｏａｄ
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