(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１０５回］
●ＳＨＬＤ命令のクロック毎の動作の写真です
動作の確認をするために次のプログラムを実行させました。
００００ ３１０００８ ＬＸＩ ＳＰ，０８００
０００３ ２１７８５６ ＬＸＩ Ｈ，５６７８
０００６ ２２３４１２ ＳＨＬＤ １２３４
０００９ ２１００００ ＬＸＩ Ｈ，００００
０００Ｃ ２Ａ３４１２ ＬＨＬＤ １２３４
今回のテストではスタックポインタの設定は必要ありません。
しかしＳＨＬＤ、ＬＨＬＤでＳＰ（スタックポインタ）を利用するため、その値が正しくＷＫレジスタに保存され、命令動作終了時にもとの値に戻ることをはっきり確認できるように、あらかじめＳＰ（スタックポインタ）に適当な値（ここでは０８００）を設定しておくことにしました。
同じ理由でＨＬレジスタにも適当な値（ここでは５６７８）を設定しておきます。
ＳＨＬＤはメモリアドレス１２３４番地（および１２３５番地）に対して実行しますが、本当にメモリに値が書き込まれたかどうか確認したくなります。
そこでＳＨＬＤとペアになっている命令のＬＨＬＤを実行して、メモリからＨＬレジスタに値を読み出すことでＳＨＬＤとＬＨＬＤの両方の動作の結果の確認をすることにしました。
ＳＨＬＤのあとにＬＸＩ Ｈ，００００があります。
ＬＨＬＤ命令の前にＨＬレジスタの値をクリアしておくことで、メモリからＨＬレジスタにデータが読み込まれる様子がより分かり易くなります。
メモリアドレス”０００６”のＳＨＬＤ命令のＴ４から、クロック毎の動作を見ていくことにします。
ＳＨＬＤ命令のＴ４の写真です。
うっかりしていて、ＳＰ（スタックポインタ）のＬＥＤにフラットケーブルがかかってしまって、一部がかくれてしまいました。
でも、なんとか見えると思います。
ＯＰコードレジスタには”２２”（ＳＨＬＤ命令のＯＰコード）がラッチされています。
ＰＣ（プログラムカウンタ）は”０００７”になっていますが、ＰＣＡＤｏｕｔが消灯していて、ＰＣ（プログラムカウンタ）の値は、外部アドレスバスＡ１５−Ａ０には出力されていません。
ｒｅｇＲＤとｒｅｇＷＲが共に点灯しています。
ｒｅｇＲＤが点灯していて、ｓ３−ｓ０が”０１０１”なのでデータの送り手としてＳＰＬレジスタ（スタックポインタの下位８ビット）が選択されます。
ＳＰＬｒｄが点灯していて、ＳＰＬレジスタの値、”００”が内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳに出力されています。
ｒｅｇＷＲが点灯していて、ｄ３−ｄ０が”０１１１”なのでデータの受け手としてＷＫＬレジスタが選択されます。
ＷＫＬｒｅｇＷＲが点灯していて、ＷＫＬレジスタに内部データバスの値”００”が読み込まれています。
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。
Ｔ５の写真です。
ｒｅｇＷＲ、ＷＫＬｒｅｇＷＲが消灯し、ＷＫＬレジスタに、内部データバスの値”００”がラッチされました。
Ｔ６の写真です。
ｒｅｇＲＤとｒｅｇＷＲが共に点灯しています。
ｒｅｇＲＤが点灯していて、ｓ３−ｓ０が”０１００”なのでデータの送り手としてＳＰＨレジスタ（スタックポインタの上位８ビット）が選択されます。
ＳＰＨｒｄが点灯していて、ＳＰＨレジスタの値、”０８”が内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳに出力されています。
ｒｅｇＷＲが点灯していて、ｄ３−ｄ０が”０１１０”なのでデータの受け手としてＷＫＨレジスタが選択されます。
ＷＫＨｒｅｇＷＲが点灯していて、ＷＫＨレジスタに内部データバスの値”０８”が読み込まれています。
Ｔ７の写真です。
ｒｅｇＷＲ、ＷＫＨｒｅｇＷＲが消灯しました。
ＷＫＨレジスタに”０８”がラッチされました。
これでＷＫレジスタにＳＰ（スタックポインタ）の値”０８００”が保存されました。
Ｔ８の写真です。
ＰＣＡＤｏｕｔがアクティブになって、ＰＣ（プログラムカウンタ）の値”０００７”が外部アドレスバスＡ１５−Ａ０に出力されています。
ＭＥＭＲＤが点灯し、メモリアドレス”０００７”の値”３４”が外部データバスＤ７−Ｄ０に出力されています。
内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳも”３４”になっています。
ｒｅｇＷＲが点灯していて、ｄ３−ｄ０が”０１０１”なのでデータの受け手としてＳＰＬレジスタが選択されます。
ＳＰＬｗｒが点灯していて、ＳＰＬレジスタに内部データバスの値”３４”が読み込まれています。
Ｔ９の写真です。
ｒｅｇＷＲ、ＳＰＬｗｒが消灯しました。
ＳＰＬレジスタに”３４”がラッチされました。
ＰＣｃｌｋが点灯しました。
ＰＣｃｌｋが点灯→消灯のタイミングでＰＣ（プログラムカウンタ）が＋１されます。
Ｔ１０の写真です。
ＰＣｃｌｋが消灯し、ＰＣ（プログラムカウンタ）の値が＋１されて”０００８”になりました。
ＰＣの値が外部アドレスバスＡ１５−Ａ０に出力されています。
ＭＥＭＲＤが点灯し、メモリアドレス”０００８”の値”１２”が外部データバスＤ７−Ｄ０に出力されています。
内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳも”１２”になっています。
ｒｅｇＷＲが点灯していて、ｄ３−ｄ０が”０１００”なのでデータの受け手としてＳＰＨレジスタが選択されます。
ＳＰＨｗｒが点灯していて、ＳＰＨレジスタに内部データバスの値”１２”が読み込まれています。
Ｔ１１の写真です。
ｒｅｇＷＲ、ＳＰＨｗｒが消灯しました。
ＳＰＨレジスタに”１２”がラッチされました。
ＳＨＬＤ命令で指定したメモリアドレスの”１２３４”がＳＰ（スタックポインタ）に書き込まれました。
Ｔ１２の写真です。
ＳＰｓｅｌがアクティブになって、ＳＰ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、ｓ３−ｓ０は”１１０１”なので、データの送り元としてＬレジスタが選択されています。
ＬｒｅｇＲＤが点灯していて、Ｌレジスタの値、”７８”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も”７８”になっていて、ＭＥＭＷＲがアクティブになっています。
メモリアドレス”１２３４”に”７８”が書き込まれていることを示しています。
Ｔ１３の写真です。
ＭＥＭＷＲが消灯しました。
ＳＰｃｌｋが点灯しました。
ＳＰｄ／ｕは点灯していますから、ＳＰｃｌｋが消灯するタイミングでＳＰ（スタックポインタ）は＋１されます。
Ｔ１４の写真です。
ＳＰｃｌｋが消灯し、ＳＰの値が＋１されて”１２３５”になりました。
ＳＰ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”１１００”なのでデータの送り手としてＨレジスタが選択されます。
ＨｒｅｇＲＤが点灯していて、Ｈレジスタの値、”５６”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も”５６”になっていて、ＭＥＭＷＲがアクティブになっています。
メモリアドレス”１２３５”に”５６”が書き込まれていることを示しています。
Ｔ１５の写真です。
ＭＥＭＷＲが消灯しました。
メモリアドレスの１２３４と１２３５に、ＨＬの値”５６７８”が書き込まれました。
Ｔ１６の写真です。
今まではクロックタイミングを示すＬＥＤはＱａ〜Ｑｄ（Ａ〜Ｄ）の４ビット分だったのでＴ０〜Ｔ１５（００００〜１１１１）しか表示できませんでした。
Ｔ１６は２進数では”１００００”で５ビット必要ですが最上位の１ビットを示すＬＥＤが無いため、Ｔ１６とＴ０の区別がつきませんでした。
ということで、Ｑｅ（Ｅ）を表示するＬＥＤを追加しました。
これでＴ１６以上も表示できるようになりました。
Ｔ１６からはＣＰＵ内部での処理です。
ＷＫレジスタに保存しておいた、ＳＰ（スタックポインタ）の値をもとに戻します。
Ｔ４〜Ｔ７の処理の逆を行います。
ｒｅｇＲＤとｒｅｇＷＲが共に点灯しています。
ｒｅｇＲＤが点灯していて、ｓ３−ｓ０が”０１１１”なのでデータの送り手としてＷＫＬレジスタが選択されます。
ＷＫＬｒｅｇＲＤが点灯していて、ＷＫＬレジスタの値、”００”が内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳに出力されています。
ｒｅｇＷＲが点灯していて、ｄ３−ｄ０が”０１０１”なのでデータの受け手としてＳＰＬレジスタ（スタックポインタの下位８ビット）が選択されます。
ＳＰＬｗｒが点灯していて、ＳＰＬレジスタに内部データバスの値”００”が読み込まれています。
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
Ｔ１７の写真です。
ｒｅｇＷＲ、ＳＰＬｗｒが消灯し、ＳＰＬレジスタに、内部データバスの値”００”がラッチされました。
Ｔ１８の写真です。
ｒｅｇＲＤとｒｅｇＷＲが共に点灯しています。
ｒｅｇＲＤが点灯していて、ｓ３−ｓ０が”０１１０”なのでデータの送り手としてＷＫＨレジスタが選択されます。
ＷＫＨｒｅｇＲＤが点灯していて、ＷＫＨレジスタの値、”０８”が内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳに出力されています。
ｒｅｇＷＲが点灯していて、ｄ３−ｄ０が”０１００”なのでデータの受け手としてＳＰＨレジスタ（スタックポインタの上位８ビット）が選択されます。
ＳＰＨｗｒが点灯していて、ＳＰＨレジスタに内部データバスの値”０８”が読み込まれています。
Ｔ１９の写真です。
ｒｅｇＷＲ、ＳＰＨｗｒが消灯しました。
ＳＰＨレジスタに”０８”がラッチされました。
これでＳＰ（スタックポインタ）に、もとの値”０８００”が戻されました。
Ｔ２０（次の命令のＴ０）の写真です。
これはまた、ひどいピンボケになってしまいました。
なんなのでしょうか。フォーカスがしっかり合ってくれないときがあるようです。
Ｔ２０は一瞬で終了し、次の命令のＴ０になります。
●ＬＨＬＤ命令のクロック毎の写真です
ＳＨＬＤ命令によってメモリアドレス”１２３４”と”１２３５”に、ＨＬレジスタの値”５６７８”が書き込まれました（はずです）。
今度はＬＨＬＤ命令によって、それを確認してみます。
ＬＨＬＤ命令とＳＨＬＤ命令はＴ１２〜Ｔ１５が違っているだけで、その他の期間の動作は全く同じです。
ですから、ＬＨＬＤについてはＴ１２〜Ｔ１５だけを見てみることにします。
ＬＨＬＤのＴ１２の写真です。
ＳＰｓｅｌがアクティブになって、ＳＰの値が外部アドレスバスＡ１５−Ａ０に出力されています。
ＭＥＭＲＤが点灯していて、メモリアドレス”１２３４”の値”７８”が外部データバスＤ７−Ｄ０に出力されています。
ＳＨＬＤ命令で書き込んだ通りの値です。
内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳも外部データバスと同じ値になっています。
ｒｅｇＷＲが点灯し、ｄ３−ｄ０は”１１０１”なので、データの受け手としてＬレジスタが選択されています。
ＬｒｅｇＷＲが点灯していて、内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳの値、”７８”がＬレジスタに書き込まれています。
Ｔ１３の写真です。
ＬｒｅｇＷＲが消灯しました。
ＳＰｃｌｋが点灯しました。
ＳＰｄ／ｕは点灯していますから、ＳＰｃｌｋが消灯するタイミングでＳＰ（スタックポインタ）は＋１されます。
Ｔ１４の写真です。
ＳＰｃｌｋが消灯し、ＳＰの値が＋１されて”１２３５”になりました。
ＳＰの値が外部アドレスバスＡ１５−Ａ０に出力されています。
ＭＥＭＲＤが点灯していて、メモリアドレス”１２３５”の値”５６”が外部データバスＤ７−Ｄ０に出力されています。
ＳＨＬＤ命令で書き込んだ通りの値です。
内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳも外部データバスと同じ値になっています。
ｒｅｇＷＲが点灯し、ｄ３−ｄ０は”１１００”なので、データの受け手としてＨレジスタが選択されています。
ＨｒｅｇＷＲが点灯していて、内部データバスｉｎｎｅｒＢＵＳの値、”５６”がＨレジスタに書き込まれています。
Ｔ１５の写真です。
ＨｒｅｇＷＲが消灯しました。
ＳＨＬＤ命令でメモリに書き込んだ値”５６７８”がそのままメモリから読み出されて、元通りにＨＬレジスタに正しく書き込まれました。
このあとのＴ１６〜Ｔ２０はＳＨＬＤ命令と全く同じなので（回路も同じ部分が実行される）、省略します。
２００８．１１．１ｕｐｌｏａｄ
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