RETROF-16 部品実装（その４）

#RETROF-16 部品実装（その４）

液晶モニタへの画像信号の生成回路（画像左上部分）以外はほぼ実装を終えた所

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##各種アドレッシングモードの実装/試験

本機RETROF-16は全機械語命令共通の4つのアドレッシングモードを有します。以下がその概略です。Xが命令種別、Aがアドレッシングモード、そして nはアドレッシングモードにより意味が変わるビットです。

本機の機械語命令コードの一般形

|₁₅|₁₄|₁₃|₁₂|₁₁|₁₀|₉|₈|₇|₆|₅|₄|₃|₂|₁|₀|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|X|X|X|X|X|X|A|A|n|n|n|n|n|n|n|n|

AA	アドレッシングモード
00	nで示す値（0～255）がそのまま実効値（もしくは実効アドレス）となる
01	nで示すレジスタ（0番レジスタ～255番レジスタのいずれか)の値が実効値（もしくは実効アドレス）となる
10	nで示すレジスタが示すの主メモリの値（0～65535）が実効値（もしくは実効アドレス）となる
11	nは無視され、この命令語の次の語の値（0～65535）が実効値（もしくは実効アドレス）となる。本モードは2ワード命令となる。

ここでは、このアドレッシングモードを一つずつ試験します。この試験には**74LS155(U31)**と、F5～F11の実装が必要です。（本記事冒頭の画像はこれらの実装をした後のものです）
アドレッシングモードは全機械語命令で共通ですので、その試験は最も単純な機械語命令である「無条件HALT命令」にて行います。この命令は停止時にアドレッシングモードとオペランドで決定する値をアドレスバスに放出しますので、結果の視認も簡単です。

####(1) 8bit即値アドレッシングモードによる無条件HALT命令の動作確認
命令コード0CXXを与えます。XXは任意の8bit値であり、この値（0～255）をアドレスバスに放出した状態で停止します。ここでは命令コードを0C55とし、それを0番地に書込み、0番地から実行します。

Φ	アドレス バスの値	データ バスの値	IRの値	補足説明
0	不定	0000	不定	PCの値がデータバスに放出される
1	0000	0000	不定	PCの値がWRに転写される
2	0000	0C55	不定	実行すべき命令のコードが データバスに放出される
3	0055	0055番地の メモリの値	0C	命令コードの上位8bitがIRに、 下位8bitがWRに転写される （WRの上位8bitはゼロクリア）
4～7	同上	同上	同上
8～9	同上	0001	同上	データバスには次の命令の アドレスが表示される
10	同上	アドレスバスの ビット反転値	同上	アドレスバスに0055を放出し停止。 これ以上STEPボタンを押しても Φの値は変化しない

####(2) レジスタアドレッシングモードによる無条件HALT命令の動作確認
命令コード0DXXを与えます。XXは任意の8bit値であり、この値（十進で0～255）をレジスタ番号として、そのレジスタに格納されている値をアドレスバスに放出して停止します。ここでは命令コードを0D55とし、それを0番地に書込み、0番地から実行します。
本機の汎用レジスタは全て仮想レジスタであり、その実態は主メモリの0000～00FF番地にマッピングされています。従ってレジスタ番号として55Hを指定する本試験は予め0055番地に特定の値(ここでは1111とした)を書き込んでおく必要があります。

Φ	アドレス バスの値	データ バスの値	IRの値	補足説明
0	不定	0000	不定	PCの値がデータバスに放出される
1	0000	0000	不定	PCの値がWRに転写される
2	0000	0D55	不定	実行すべき命令のコードが データバスに放出される
3	0055	1111 0055番地の メモリの値	0D	命令コードの上位8bitがIRに、 下位8bitがWRに転写される （WRの上位8bitはゼロクリア）
4～6	同上	同上	同上
7	1111	1111番地の メモリの値	同上	データバスの値がWRに複写される
8～9	同上	0001	同上	データバスには次の命令の アドレスが表示される
10	同上	アドレスバスの ビット反転値	同上	アドレスバスに1111を放出し停止。 これ以上STEPボタンを押しても Φの値は変化しない

####(3) レジスタ間接アドレッシングモードによる無条件HALT命令の動作確認
命令コード0EXXを与えます。XXは任意の8bit値であり、この値（十進で0～255）をレジスタ番号として、そのレジスタが示す主メモリの値をアドレスバスに放出して停止します。ここでは命令コードを0E55とし、それを0番地に書込み、0番地から実行します。
本試験は予め0055番地に特定の値(ここでは1111とした)を、更に1111番地に特定の値(ここでは3333とした)書き込んでおく必要があります。

Φ	アドレス バスの値	データ バスの値	IRの値	補足説明
0	不定	0000	不定	PCの値がデータバスに放出される
1	0000	0000	不定	PCの値がWRに転写される
2	0000	0E55	不定	実行すべき命令のコードが データバスに放出される
3	0055	1111 0055番地の メモリの値	**0E
**	命令コードの上位8bitがIRに、 下位8bitがWRに転写される （WRの上位8bitはゼロクリア）
4	同上	同上	同上
5～6	1111	3333 1111番地の メモリの値	同上	データバスの値がWRに複写される
7	3333	3333番地の メモリの値	同上	データバスの値がWRに複写される
8～9	同上	0001	同上	データバスには次の命令の アドレスが表示される
10	同上	アドレスバスの ビット反転値	同上	アドレスバスに3333を放出し停止。 これ以上STEPボタンを押しても Φの値は変化しない

####(4) 16bit即値アドレッシングモードによる無条件HALT命令の動作確認
このアドレッシングモードは2ワード命令となります。
は命令コード0FXX、YYYYを与えます。XXはこのモードでは意味を持ちません。YYYYは任意の16bit値であり、この値をアドレスバスに放出して停止します。
ここでは命令コードを0F00、1234とし、それを0番地と1番地に書込み、0番地から実行します。

Φ	アドレス バスの値	データ バスの値	IRの値	補足説明
0	不定	0000	不定	PCの値がデータバスに放出される
1	0000	0000	不定	PCの値がWRに転写される
2	0000	0F00	不定	実行すべき命令の第1ワードが データバスに放出される
3	0000	0F00 0000番地の メモリの値	0F	命令コードの上位8bitがIRに、 下位8bitがWRに転写される （WRの上位8bitはゼロクリア）
4	0000	0001	同上	インクリメントされたPCの値が データバスに放出される
5	0001	0001	同上	PCの値がWRに転写される
6	0001	1234 00001番地の メモリの値	同上	データバスの値がWRに複写される
7	1234	1234番地の メモリの値	同上	データバスの値がWRに複写される
8～9	同上	0002	同上	データバスには次の命令の アドレスが表示される
10	同上	アドレスバスの ビット反転値	同上	アドレスバスに1234を放出し停止。 これ以上STEPボタンを押しても Φの値は変化しない