おびやまロボット研究所　～マイコン電子工作と自作ドローン～

　

２．２　命令構成

　K-COMで使用される命令数は８個である．これを表２．２のように定めた．
　算術演算命令としてＡＤＤ命令（加算），ＳＵＢ命令（減算）の２種類，論理演算命令として ＮＡＮＤ命令，ＳＨＩＦＴ命令の２種類，転送命令としてＬＤ（ロード）命令，ＳＴ（ストア） 命令の２種類，最後にジャンプ命令としてＪＰＣ命令，ＪＰＺ命令の２種類の計８個とした．実 行停止のためのＨＡＬＴ命令は，ＪＰＺ命令のアドレス部分が全て１，つまり１ＦH番地にジャン プする時をハード的に（回路内で）検出し，停止するものとした．また，命令コードを２進数で ”０００”から”１１１”までを順に割り振った．
　演算及び転送命令は，基本的にアキュームレータ（ＡＣＣ）とメモリとの間で行われる．

　

２．３　機械語

　図２．１の様に，データ長を８ビットのうち上位３ビットを命令コード，下位５ビットをアド レスまたは数値として機械語を構成する．そのため，命令数は２^３＝８，メモリ空間 は２^５＝３２バイトとなる．ただし，演算はアキュームレータとメモリを介して行う ため８ビットの定数値０～２５５（-１２８～１２７）までを用いることができる．

　

　例として，アセンブリ言語”ＡＤＤ　０ＦＨ”の機械語を生成してみる．スペースで区切ら れた”ＡＤＤ”の部分は命令コード（オペコード）であり，実行する命令が種ＡＤＤ”命令であ ることを表す．また，スペース後の”０ＦＨ”は番地指定（オペランド）で，数値またはアドレ スを示し，命令を修飾する部分である．命令によっては，オペランドを取らないものもある．Ａ ＤＤ命令のコードは表２．１より”０００”である．オペランドはメモリ上のアドレスを示し， １６進数の”０ＦＨ”を５ビットの２進数に直して，”０１１１１”となる．両者を並べて８ビ ットの２進数とし，４ビットごとに１６進数に直した”０ＦＨ”が対応する機械語となる．以上 をまとめて図２．２に示す．

図２．２　機械語の生成

２．４　メモリ及びＩ／Ｏマップ

　K-COMのメモリマップを図２．３に示す．マップドＩ／Ｏ方式を取ったため，利用できるメモリ 領域としては０～１ＤＨ番地までである．１ＥＨ番地は入力ポート，１ＦＨ番地は出力ポートに それぞれ対応させた．メモリからデータを読み込むのと同様に，ロード命令（ＬＤ）により１Ｅ Ｈ番地からデータを読みとると，実際には入力ポートよりデータが入力される．同様に，ストア 命令（ＳＴ）により１ＦＨ番地に対してデータを書き込むと出力ポートにデータが出力される．

図２．３　メモリマップ

２．５　その他の仕様

　クロックは，ウエイト無しの実現しうる最高速（シミュレーションを行うパーソナルコンピュ ータの処理速度に依存）から，１秒間隔まで可変できるようにした．また，ステップ実行も可能 とした．
　Ｉ／Ｏポートに外部機器を接続して制御の演習を行うため，仮想的な外部機器の作成と，K-COM と外部機器とのデータの受け渡しが出来るようにした．具体的には，ＯＳ（Microsoft， Windows9X）上で管理されている一時記憶領域（クリップボード）を介してデータを受け渡す方式 を取ることにした．