●ＰＩＣの間接アドレッシングと直接アドレッシング
前回はＰＩＣの間接アドレッシングについて説明をしました。
ＰＩＣではＦＳＲレジスタとＩＮＤＦレジスタを使ってＲＡＭを間接的にアクセスします。
その仕組みは、じつは８０８０やＺ８０でＨＬレジスタを使ってメモリをアクセスするのと全く同じです、ということを説明しました。
今回はＰＩＣ１８Ｆ４５５０のＦＳＲとＩＮＤＦについて、さらにすすんで説明をするつもりだったのですが、ちょっと予定を変更しまして、今回は前回の説明に、もう少しつけ加えたいと思います。
８０８０やＺ８０でＨＬレジスタを使ってメモリをアクセスする命令を書くとき、そのメモリを示すのに、８０８０アセンブラではＭと書きますが、Ｚ８０のアセンブラでは、もっと明示的に（ＨＬ）というように書きます。
Ｍあるいは（ＨＬ）と書いても、Ｍや（ＨＬ）というレジスタが存在するわけではありません。
Ｍや（ＨＬ）を使う命令を、８０８０アセンブラやＺ８０アセンブラではＭＯＶ Ｂ，ＭやＭＯＶ Ｃ，（ＨＬ）というように書きます。
そのように表現していても、Ｍや（ＨＬ）がＭＯＶ Ｂ，Ｄなどと書いたときのＤレジスタと同じように、ＣＰＵ内部にあるレジスタではなくてメモリ上の場所を示しているということは、少しでも８０８０やＺ８０を使ったことのある方ならば、ごく普通に理解していたことだと思います。
そしてメモリ上のその場所（アドレス）は、ＨＬレジスタを使って間接的に示されている、ということも多分それほど抵抗なく理解されていたのではないでしょうか。
８０８０では、レジスタはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｌしかなくて、そのほかに演算で使うためのユーザー定義変数の格納場所はメモリ上に置くしかありませんでした。
したがって、そのメモリ上の場所（アドレス）を指定するために、最初は直感的にすぐに理解できる方法として、直接そのアドレスを指定する（直接アドレッシング）を学び、次に少し慣れてきたら、ＨＬレジスタにそのメモリアドレスを入れておいて、それでメモリアドレスを指定する（間接アドレッシング）を学ぶ、という感じで、おそらくは無理なく間接アドレッシングを理解してきたことと思います。
８０８０やＺ８０では、アセンブラや機械語のコードの上では、あたかもＣＰＵ上にＭや（ＨＬ）というレジスタが存在するかのように扱ってきたのですけれど、誰もそのＭや（ＨＬ）がＣＰＵ上のレジスタである、などという誤解をすることはなかったでしょう。
Ｍや（ＨＬ）はメモリ上の場所を示している、と理解することに、恐らく何の抵抗もなかったのではないでしょうか。
それがＨＬを使ってメモリアドレスを指定する「間接アドレッシング」という手法である、ということさえも意識することなく、ごく普通にメモリ場所を指定するには、そうする（ＨＬにアドレスを入れる）のだ、と理解してプログラムを書いてきたことと思います。
ＰＩＣのＦＳＲとＩＮＤＦを使うレジスタアクセスも全く同じことをやっているのですけれど、これを理解するのにちょっと抵抗を感じる（じつは私がそうでした）のは、ＰＩＣのレジスタの有り様にあるのだと思います。
８０８０のレジスタＡに相当するのがＰＩＣではＷです。
ＰＩＣにはＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｌに相当する「レジスタ」は他にはありません。
そのほかはすべてＰＩＣ内部にありますけれど、じつはＲＡＭの上に置かれた「レジスタ」なのです。
初期のＰＩＣでは、ですからそれをＷと区別して「ファイル」と言っていたはずです。
でも１バイトのメモリ場所を「ファイル」と言うのは、直感的にはちょっと無理があります。
で、ＰＩＣのＤａｔａ Ｓｈｅｅｔでも、ＲＡＭ上に定義された特殊なシステム変数にも「ｒｅｇｉｓｔｅｒ」なる言い方をするようになっています。
そこから理解の混乱が始まります（と思います）。
「ＰＩＣの機械語はわからん、難しい」と言われるひとつの理由はそこにあるのではないか、と思われます。
ＰＯＲＴＡもＴＲＩＳＢもＦＳＲも全て、ＲＡＭ上に置かれた変数なのです。
その意味ではユーザーがＲＡＭ上に置くＤＡＴＡ１とかＣＮＴＲとかというように任意に名前をつけて使う「ワーキングスペース」と全く同じものなのです。
それを８０８０のＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｌと同じように「レジスタ」と言ったりするものですから、ＰＯＲＴＡやＦＳＲがＷと同じようにＣＰＵ内部のレジスタであるとイメージしてしまいやすいのです。
でも実際にはＰＯＲＴＡもユーザー定義のＤＡＴＡ１などと全く同じファイル（’ｆ’）なのです。
いったいＰＩＣのそれは、レジスタなのかメモリ上の変数なのか、実際はメモリ上の変数に過ぎないのですけれど、どうもそのあたりがなんとなく混乱してつい錯覚してしまいそうになります。
直接アドレッシングも間接アドレッシングもメモリをアクセスするときに使う用語です。
たとえば、
ｍｏｖｗｆ ＰＯＲＴＡ
も、
ｍｏｖｗｆ ＤＡＴＡ１
も、ともにＲＡＭ上の「場所」にＷレジスタの値を送りますから、直接アドレッシングです。
直接アドレッシングと言うからには、メモリアドレスを直接指定しているはずです。
そう言われてみれば、ｍｏｖｗｆ ＤＡＴＡ１は、確かにそうかなあ、と思えないこともありません。
しかし、ｍｏｖｗｆ ＰＯＲＴＡになると、えー、それってレジスタでしょ？メモリとは違うのでは？という錯覚をおこしてしまうかもしれません。
実際にＰＩＣ１６Ｆ８８で試してみましょう。
［第１９回］で作ったパルス出力プログラムに少し手を加えてみました。
直接アドレッシングの説明のための変更ですから、プログラムとしての意味は全くありません。
［注記］このプログラムにはミスがあります（［第２４回］参照）。
ユーザー定義変数として、プログラムの先頭部分で、アドレス２０にｄａｔａ１を定義しました。
そしてプログラムの中ほどのところで、
ｍｏｖｗｆ ＰＯＲＴＢ
ｍｏｖｗｆ ｄａｔａ１
という命令を追加しています。
ごく普通の使い方ですが、これがメモリに対する直接アドレッシングであることを明らかにするために、その下に、直接メモリアドレスを指定して、同じ命令を書いてみました。
ｍｏｖｗｆ ０６（ここはｍｏｖｗｆ ６と書くこともできます）
ｍｏｖｗｆ ２０
という部分です。
普通はこういう書き方はしないと思います。
ＰＩＣの入門書などでは、こういう書き方は、多分紹介されていないはずだからです。
ええっ、こんな書き方でエラーにならないの？
と思われた方も多いのでは、と思います。
もちろん、エラーにはなりません。
そのことを確認する前に、以前にもお見せしましたが、ＰＩＣ１６Ｆ８８のメモリマップをもう一度見てみましょう。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社ＰＩＣ１６Ｆ８８Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
ちょっと見難いかもしれませんが我慢してください。
左上のほうにＰＯＲＴＢがあります。アドレスは０６ｈになっています。
その下のほう、アドレス２０ｈ〜７ＦｈはＧｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｒｅｇｉｓｔｅｒになっています。ユーザー用の汎用メモリエリアです。
ほーら、こんなところまで「ｒｅｇｉｓｔｅｒ」と書いてあります。
だから余計混乱してしまうのです。ここは「ｒｅｇｉｓｔｅｒ」ではありません。この表全体が、全部メモリーです。
で、そのユーザー用エリアの２０ｈにｄａｔａ１を割り付けたのです。
ですからｄａｔａ１のメモリアドレスは２０です。
さて、これも前にお見せしたように、アセンブラによって出力されたリストで、さきほどの命令がどのように機械語に翻訳されたか確認してみることにしましょう。
ｍｏｖｗｆ ＰＯＲＴＢからｍｏｖｗｆ ２０は、プログラムアドレス０００Ｂから０００Ｅにあります。
ｍｏｖｗｆ ＰＯＲＴＢもｍｏｖｗｆ ０６も、どちらも機械語コードは００８６です。
またｍｏｖｗｆ ｄａｔａ１もｍｏｖｗｆ ２０も、どちらも機械語コードは００Ａ０で全く同じです。
なお、ＰＩＣのアセンブルリストは［第２１回］でも紹介しました。
そのときはＰＩＣ１８Ｆ４５５０のリストでした。
このリストはＰＩＣ１６Ｆ８８のアセンブルリストです。
同じｍｏｖｗｆの機械語コードでもＰＩＣ１８Ｆ４５５０とＰＩＣ１６Ｆ８８では全く異なっています。
ここではＰＩＣ１６Ｆ８８の機械語としての説明です。
ＰＩＣ１６Ｆ８８のｍｏｖｗｆの機械語コードを見てみましょう。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社ＰＩＣ１６Ｆ８８Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ（赤線は筆者）
ｍｏｖｗｆは赤線で示しました。
機械語コードは表の右部分に示してあります。
ｍｏｖｗｆの機械語コードは、上位６ビットが０００００で下位８ビットが１ｆｆｆ ｆｆｆｆになっています。ビット７が１でビット６〜ビット０にメモリアドレスが入ります。
ＰＯＲＴＢはアドレス０６にありますから、機械語コードの下位８ビットは、１００００１１０（８６）になります。
ｄａｔａ１はアドレス２０にありますから、機械語コードの下位８ビットは、１０１０００００（Ａ０）になります。
これでＰＩＣの普通のレジスタへのアクセスが直接アドレッシングであることが理解していただけたことと思います。
さてでは、いよいよ間接アドレッシングについて、そこのところがどうなっているのか、についてなのですが、時間がなくなってしまいました。また次回に続きます。
ＣＰＵをつくろう！第４１５回（２０１０．１．７ｕｐｌｏａｄ）を再編集
ＰＩＣでＵＳＢを！［第２３回］
２０１１．７．９ｕｐｌｏａｄ
前へ
次へ
目次へ戻る
ホームページトップへ戻る