| 第1章 | マイコン・システムの構成と機能 |
マイコン・システムの構成と機能
次に，マイコンの原点ともいわれる8080で構成しているマイコン・システムのブロック図（図1-3）を使い，各パートの説明を行います．
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<図1-3>マイコン・システムのブロック図 (約14Kバイト) |
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余談ですが，インテル社の8080は本格的に量産実用化されたマイクロコンピュータ・チップの第1号です．Z80のお父さんであり，Pentiumから数代さかのぼるお祖父さんです．
実際にインテル社の16ビットCPU 8086には，8080モードというプログラミング・モードがありました．それ以後の80186，80286，80386，80486そしてPentiumに至るまで，必ず上位互換となっていますから，今でも8080のコンセプトは継承されています．
マイコン・システムは，図1-4のようにCPU部分とメモリおよびシステムの手足であるI/O部分から構成されます．図1-2，図1-3も参照してください．
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<図1-4>メモリ，I/Oの接続 (約7Kバイト) |
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I/O（Input Output）
I/Oとは，コンピュータと外部を接続するものの総称です．例を挙げると，CRT表示用のCRTコントローラ，キーボードを接続するキーボード・インターフェース，シリアルI/O，パラレルI/Oなどです．
I/OもメモリもCPUにデータ・バス，アドレス・バス，コントロール・バスで接続しますが，I/Oは外部への接続端子をもっています．
メモリ
8ビット幅メモリであれば8個に仕切られた引き出しのようなものです．その仕切り内に物が入っていれば‘1’，なければ‘0’です．
8ビット（8区画）の仕切り内に物が「あり」，「なし」の組み合わせで256通りの表現ができます．
この引き出し一つが1バイトです．1Kバイトのメモリであれば，この引き出しが1024個並んだものです．
プログラム・カウンタ
引き出しを番地の若い順に開けて，その内容をインストラクション・デコーダに知らせます．
プログラム・カウンタは，現在実行中の次の番地を保持します．命令実行により通常1番地ずつ繰り上がりますが，ジャンプ命令，コール命令などを実行すると，その指定先番地の値になります．
インストラクション・デコーダ
現場監督のような役割で，プログラム・カウンタから渡された命令を解読し，ALUやアキュムレータなどに指示します．
実際は，CPUコントローラというロジックを経由してすべての制御が行われます．
CPUコントローラ
CPU内の動作タイミングのリード（RD），ライト（WR），割り込み（INT）などのコントロール・バスを制御するロジックです．
CPU内部は，すべてCPUコントローラからの指令で動作していますが，CPUのハード設計，ソフト設計を行うにあたり，CPUコントローラの存在はあまり意識しなくても済みます．
ALU
Arithmetic Logic Unitの略で，計算する所です．
CPUのビット幅の決め方に明確な基準はありませんが，例えば32ビットCPUという場合，少なくともALUは32ビット幅になっています．
アキュムレータ&レジスタ
計算の結果を置いたり，処理途中のメモ用紙であったり，いろいろな用途に使われる作業台です．
8080やZ80はAレジスタをアキュムレータと呼び，アキュムレータ中心の命令体系になっていました．
最近のCPUはすべてのレジスタがアキュムレータとして使える汎用レジスタ仕様になっています．
フラグ・レジスタ
AFレジスタのF部分です．
キャリ・フラグ，ゼロ・フラグなど演算命令の結果によりフラグがセットされます．
8080の場合，Z，C，S，P，CY4，SUBの6ビットのフラグが用意されています．
Copyright 2000 武下 博彦
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