２０１３．８．１７
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復活！ＣＰ／Ｍ　ワンボードマイコンでＣＰ／Ｍを！
ＣＰ／ＭがＴＫ－８０互換のワンボードマイコンの上で復活します
ＮＤ８０ＺⅢとＭＹＣＰＵ８０の上でＣＰ／Ｍが走ります！

［第４６０回］


●論理アドレスから物理アドレスへの変換（８０８６の場合）

前回のベースレジスタを使って２０ビットのアドレスを算出するという説明を書いていて思い出しました。
これって８０８６のセグメントレジスタと同じやり方じゃないの？
ということで、ちょっと余談です。

８０８６は１６ビットＣＰＵですがアクセスできるメモリアドレスはＺ８Ｓ１８０と同じ０００００～ＦＦＦＦＦの１ＭＢです。
１６ビットＣＰＵなのでそれくらいのアドレスは命令で直接制御できるだろうと思われるかも知れませんが、意外にもそのあたりの機能に関しては８ビットＣＰＵとそれほど変わりはありません。
なんと８ビットＣＰＵと同様に１６ビットのレジスタしか持っていないのです。
ということは８０８０やＺ８０、Ｚ８Ｓ１８０と同様に通常のレジスタでアクセスできるメモリアドレスは００００～ＦＦＦＦの６４ＫＢに限られます。

それでは８０８６もＺ８Ｓ１８０と同じようにメモリバンクによって１ＭＢのメモリ空間をアクセスしているのかと言いますと、それはちょっと違います。
ただ論理メモリアドレスから物理メモリアドレスに変換する仕組みはＺ８Ｓ１８０と似たところがあります。
１６ビットのアドレスを２０ビットのアドレスに変換するにはＺ８Ｓ１８０と同じように、２つのレジスタの値を加算します。
８０８６ではメモリバンクではなくてセグメントという概念を使います。

セグメントはその中に論理的なアドレス００００～ＦＦＦＦをもつ６４ＫＢのメモリブロックです。
そのセグメントには使用目的別に、主として命令コードが置かれるコードセグメント（ＣＳ）、スタックとして使われるスタックセグメント（ＳＳ）、データ領域として使われるデータセグメント（ＤＳ）、それだけでは不足する場合に使われるエクストラセグメント（ＥＳ）の４つがあります。
セグメントレジスタを使って２０ビットの物理アドレスを算出する方法はＺ８Ｓ１８０での方法とよく似ています。



Ｚ８Ｓ１８０のベースレジスタは８ビットですが８０８６のセグメントレジスタは１６ビットです。
そして図のようにセグメントレジスタの値を４ビット左にずらして、命令中の１６ビットの論理アドレスと加算して物理アドレスを求めます。
セグメントレジスタの値をベースにして、そこから６４ＫＢのメモリ空間がそのセグメントに割り当てられます。
セグメントレジスタの値は物理メモリ上で１６バイトごとに指定することができます。
しかしもし各セグメントを１６バイトごとに置いたとすると、各セグメントの中身が重なり合ってしまいます。
そうなるとたとえばデータセグメントにデータを書き込んだらコードセグメントのプログラムを破壊してしまった、というようなことが起きてしまう可能性があります。
ですからＺ８Ｓ１８０のベースレジスタと同じように、セグメントレジスタもセグメントが重ならないように、６４ＫＢおきの値を入れるようにするのが普通です。

以上余談でした。

●メモリバンクテストプログラム

前回説明しましたバンクベースレジスタを使って１ＭＢのメモリにバンクを切り換えながらテストデータを書き込んでいって、次にまた最初からバンクを切り換えながらメモリの値を読み出して正しく書き込まれているか比較チェックするプログラムです。
１ＭＢのメモリを先頭から３２ＫＢづつに区切って、バンク０、バンク１、バンク２…としたとき、バンク０～バンク２はシステムで使いますから、バンク３（物理アドレス１８０００～１８ＦＦＦ）から後ろのアドレスを対象にします。
プログラムのうちバンクを切り換えてテストデータを書き込み、読み出すところは下のマシン語サブルーチンで行ないます。
結果の表示などを伴いますからその部分はＢＡＳＩＣで書いて、マシン語のサブルーチンを呼び出して実行します。

2013/7/30  8:6  membkts.txt
END=80AB
              ;;;memory bank test
              ; 13/7/30
              ;
                ORG $8004
              ;
                PA=$F440
                PB=$F442
                PC=$F444
                PD=$F446
                PE=$F448
              ;
8004 C30A80     JP WR
8007 C34780     JP RDCK
800A 210000   WR:LD HL,$0000
800D ED4B42F4   LD BC,(PB)
8011 ED5B44F4   LD DE,(PC)
8015 3A40F4     LD A,(PA)
8018 ED         DB ED
8019 39         DB 39;OUT0 [n],A
801A 39         DB 39
801B 73       WR2:LD (HL),E
801C 23         INC HL
801D 7C         LD A,H
801E B7         OR A
801F FA3A80     JP M,WREND
8022 72         LD (HL),D
8023 23         INC HL
8024 7C         LD A,H
8025 B7         OR A
8026 FA3A80     JP M,WREND
8029 71         LD (HL),C
802A 23         INC HL
802B 7C         LD A,H
802C B7         OR A
802D FA3A80     JP M,WREND
8030 13         INC DE
8031 7A         LD A,D
8032 B3         OR E
8033 C21B80     JP NZ,WR2
8036 0C         INC C
8037 C31B80     JP WR2
803A ED4342F4 WREND:LD (PB),BC
803E ED5344F4   LD (PC),DE
8042 AF         XOR A
8043 ED         DB ED
8044 39         DB 39;OUT0 [n],A
8045 39         DB 39
8046 C9         RET
              ;
8047 210000   RDCK:LD HL,$0000
804A ED4B42F4   LD BC,(PB)
804E ED5B44F4   LD DE,(PC)
8052 3A40F4     LD A,(PA)
8055 ED         DB ED
8056 39         DB 39;OUT0 [n],A
8057 39         DB 39
8058 7B       RDCK2:LD A,E
8059 BE         CP (HL)
805A C29980     JP NZ,RDERR
805D 23         INC HL
805E 7C         LD A,H
805F B7         OR A
8060 FA8380     JP M,RDEND
8063 7A         LD A,D
8064 BE         CP (HL)
8065 C29980     JP NZ,RDERR
8068 23         INC HL
8069 7C         LD A,H
806A B7         OR A
806B FA8380     JP M,RDEND
806E 79         LD A,C
806F BE         CP (HL)
8070 C29980     JP NZ,RDERR
8073 23         INC HL
8074 7C         LD A,H
8075 B7         OR A
8076 FA8380     JP M,RDEND
8079 13         INC DE
807A 7A         LD A,D
807B B3         OR E
807C C25880     JP NZ,RDCK2
807F 0C         INC C
8080 C35880     JP RDCK2
8083 ED4342F4 RDEND:LD (PB),BC
8087 ED5344F4   LD (PC),DE
808B 210000     LD HL,$0000
808E 2246F4     LD (PD),HL
8091 2248F4     LD (PE),HL
8094 AF       RDEND2:XOR A
8095 ED         DB ED
8096 39         DB 39;OUT0 [n],A
8097 39         DB 39
8098 C9         RET
              ;
8099 ED4342F4 RDERR:LD (PB),BC
809D ED5344F4   LD (PC),DE
80A1 2246F4     LD (PD),HL
80A4 6E         LD L,(HL)
80A5 67         LD H,A
80A6 2248F4     LD (PE),HL
80A9 C39480     JP RDEND2
              ;
PA           =F440  PB           =F442  PC           =F444  
PD           =F446  PE           =F448  RDCK         =8047  
RDCK2        =8058  RDEND        =8083  RDEND2       =8094  
RDERR        =8099  WR           =800A  WR2          =801B  
WREND        =803A

こちらはＢＡＳＩＣのメインプログラムです。
ＮＤ８０ＺⅢ（ＮＤ８０Ｚ３．５）に搭載のＺＢ３ＢＡＳＩＣと同じＢＡＳＩＣをＥ－８０上でも実行できます。
マシン語プログラムの＄４００４はバンクメモリにテストデータを書き込むルーチンで＄４００７はバンクメモリからデータを読み出して、書き込んだときと同じ値かどうかを比較チェックするルーチンです。

     10 A=0
     20 B%=0
     30 C%=0
     40 PRINT "*** write start"
     50 FOR A%=$18 TO $78 STEP 8
     60 PRINT HEX$(A%,2),
     70 USR($8004)
     80 PRINT "done"
     90 NEXT A%
    100 A%=2
    110 B%=0
    120 C%=0
    130 PRINT "*** read check start"
    140 FOR A%=$18 TO $78 STEP 8
    150 PRINT HEX$(A%,2),
    160 USR($8007)
    170 IF E%<>0 GOTO 210
    180 PRINT "done"
    190 NEXT A%
    200 STOP
    210 PRINT "error!"
    220 PRINT "b%=";HEX$(B%,4),"c%=";HEX$(C%,4),
    230 PRINT "d%=";HEX$(D%,4),"e%=";HEX$(E%,4)

下は上のテストプログラムをＥ－８０にロードして実行したときのログです。

>/ld membkts.bin,8004
loading MEMBKTS.BIN ...00a8(168)bytes loaded,from 8004 to 80AB
>/load membktst.txt,8100
    10 A=0
    20 B%=0
    30 C%=0
    40 PRINT "*** write start"
    50 FOR A%=$18 TO $78 STEP 8
    60 PRINT HEX$(A%,2),
    70 USR($8004)
    80 PRINT "done"
    90 NEXT A%
   100 A%=2
   110 B%=0
   120 C%=0
   130 PRINT "*** read check start"
   140 FOR A%=$18 TO $78 STEP 8
   150 PRINT HEX$(A%,2),
   160 USR($8007)
   170 IF E%<>0 GOTO 210
   180 PRINT "done"
   190 NEXT A%
   200 STOP 
   210 PRINT "error!"
   220 PRINT "b%=";HEX$(B%,4),"c%=";HEX$(C%,4),
   230 PRINT "d%=";HEX$(D%,4),"e%=";HEX$(E%,4)
data end
>r.
*** write start
18           done
20           done
28           done
30           done
38           done
40           done
48           done
50           done
58           done
60           done
68           done
70           done
78           done
*** read check start
18           done
20           done
28           done
30           done
38           done
40           done
48           done
50           done
58           done
60           done
68           done
70           done
78           done

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ワンボードマイコンでＣＰ／Ｍを！［第４６０回］
２０１３．８．１７ｕｐｌｏａｄ

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