(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１６８回］
●ＲＬＣ、ＲＲＣ、ＲＡＬ、ＲＡＲの各命令の説明です
ＲＬＣ、ＲＲＣ、ＲＡＬ、ＲＡＲはＡレジスタを１ビット左または右に回転させる命令です。
ここで、ＴＴＬロジックでは一般的なシフトという表現ではなくて、回転（Ｒｏｔａｔｅ）という表現をしたのは、単純なシフトではなくて、まさに回転するからです。
まずは各命令のマシン語命令コードから説明を始めます。
ニーモニック マシン語コード（２進数） マシン語コード（１６進数） Ｉｎｔｅｌ社８０８０マニュアルでの説明（英語）
ＲＬＣ ０００００１１１ ０７ Ｒｏｔａｔｅ ｌｅｆｔ
ＲＲＣ ００００１１１１ ０Ｆ Ｒｏｔａｔｅ ｒｉｇｈｔ
ＲＡＬ ０００１０１１１ １７ Ｒｏｔａｔｅ ｌｅｆｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｒｒｙ
ＲＡＲ ０００１１１１１ １Ｆ Ｒｏｔａｔｅ ｒｉｇｈｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｒｒｙ
各命令の動作です。
ＲＬＣはＡレジスタの値を１ビット左（Ａ７が左側、Ａ０が右側です）にシフトします。Ａ７の値はＡ０に入ります。このときＡ７の値がＣ（キャリー）フラグにも入れられます。
ＲＲＣはＡレジスタの値を１ビット右にシフトします。Ａ０の値はＡ７に入ります。このときＡ０の値がＣ（キャリー）フラグにも入れられます。
ＲＡＬはＡレジスタとＣ（キャリー）フラグをつないで、仮に９ビットのレジスタとしたうえで、全体を１ビット左に回転します。Ａ７の値がＣフラグに入り、Ｃフラグの値がＡ０に入れられます。
ＲＡＲはＡレジスタとＣ（キャリー）フラグをつないで、仮に９ビットのレジスタとしたうえで、全体を１ビット右に回転します。Ａ０の値がＣフラグに入り、Ｃフラグの値がＡ７に入れられます。
いずれの命令も、実行の結果、Ｃ（キャリー）フラグのみ変化します。
８０８０のローテイト命令は以上の４命令だけで、Ａレジスタに対してのみ働きます（Ｚ８０では、Ｂ〜Ｌやメモリに対しても働く拡張命令が追加されています）。
●ＲＬＣ、ＲＲＣ、ＲＡＬ、ＲＡＲのタイミングチャートです
タイミングチャートは割とシンプルです（回路は、なかなか大変です）。
Ｔ４でＡレジスタの値を、４ビットのシフトレジスタ７４ＨＣ１９４を２個直列につないだ、ローテイト用レジスタにセットします（７４ＨＣ１９４はｓ０、ｓ１がＨのときに、ＣＬＫを入れることで、値をロードします）。
それと同時に現在のＣ（キャリー）フラグの状態を一時的に保存します。
こうしておいて、次のＴ６で７４ＨＣ１９４を１ビットシフトします。
Ｔ８でシフトレジスタの値をＡレジスタに書き込みます。
Ｃフラグは、ローテイト前のＡ７またはＡ０の値によってセット、リセットされますから、Ｔ４のタイミングで現在のＣフラグの状態を一時保存すると同時に、新しい値に書き換えます。
●ＲＬＣ、ＲＲＣ、ＲＡＬ、ＲＡＲの回路図です
ご覧いただいての通り、タイミングチャートからは想像がつかないほど、なかなかに複雑な回路です。
回路図を見ると、ちょっと変わった感じのゲートＩＣがあります。
７４ＨＣ５１です。
４０００シリーズなどのＣＭＯＳ ＩＣでは、ごく普通なのですが、７４ＨＣではちょっと珍しいタイプです。
２つのＡＮＤゲートの出力がＩＣの内部でＮＯＲゲートの入力になっていて、ＩＣの入出力端子は、そのＡＮＤゲートの入力端子とＮＯＲゲートの出力端子になっています。
１つのＩＣには、２組のＡＮＤ−ＮＯＲゲートが入っています。
ＡＮＤゲートは１組は２入力ですが、もう１組は３入力になっています。
参考までに、７４ＨＣ５１のデータシートをお見せします。
それとシフトレジスタ７４ＨＣ１９４のデータシートも見ていただくことにいたします。
●７４ＨＣ５１のデータシート（部分）です
［出典］Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社ＭＭ７４ＨＣ５１ｄａｔａｓｈｅｅｔ
●７４ＨＣ１９４のデータシート（部分）です
［出典］Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社ＭＭ７４ＨＣ５１ｄａｔａｓｈｅｅｔ（赤線は筆者）
割と平易でわかりやすい英文ですから、読んでいただければ、動作は理解できると思います。
あれ。ミスプリントがありますね。
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅです。ＭｏｄｅはＳ１、Ｓ０のはずなのですが、Ｓ０の代わりにＳ２になっています。誤植でしょうね。
本文を要約しますと、
１）パラレルデータをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに入力して、Ｓ１、Ｓ０をＨにしておいて、Ｃｌｏｃｋにパルスを与えると、↑のタイミングでＡ〜Ｄがロードされ、ラッチされてＱＡ〜ＱＤから出力されます。
２）Ｓ１がＬ、Ｓ０がＨのときに、Ｃｌｏｃｋにパルスを与えると、↑のタイミングで出力が１ビットＱＡ→ＱＤに右シフトして固定します。このときＲ入力がＱＡにラッチされて、出力されます。
３）Ｓ１がＨ、Ｓ０がＬのときに、Ｃｌｏｃｋにパルスを与えると、↑のタイミングで出力が１ビットＱＤ→ＱＡに左シフトして固定します。このときＬ入力がＱＡにラッチされて、出力されます。
本文の説明にも、赤のアンダーラインをつけましたが、ＴＴＬ（７４ＨＣも同じ）での、Ｒｉｇｈｔ、Ｌｅｆｔは、８０８０などのビット表現とは、左右が逆になっています。
７４ＨＣ１９４での「右シフト」は、８０８０のローテイト命令では「左ローテイト」に相当し、７４ＨＣ１９４での「左シフト」は、８０８０のローテイト命令では「右ローテイト」に相当します。
頭がこんがらがってしまいそうですが、そういうことになっていますので、そのあたりに注意して、回路図を見るようにしてください。
次回は、回路図の説明をする予定です。
２００９．２．２２ｕｐｌｏａｄ
前へ
次へ
ホームページトップへ戻る