動作速度算出(2)

　　P6月間特別企画（その29）

　　処理時間を求める、の続きです。


　３．各命令の実行時間とM1サイクル
　　それぞれの命令に掛かる時間は、命令ごとによって違います。Z80 のドキュメントを参考にします。

　　Z80 USER MANUAL で検索すると、Zilog社のpdfファイルが見つかると思います。

http://www.zilog.com/appnotes_download.php?FromPage=DirectLink&dn=UM0080&ft=User%20Manual&f=YUhSMGNEb3ZMM2QzZHk1NmFXeHZaeTVqYjIwdlpHOWpjeTk2T0RBdlZVMHdNRGd3TG5Ca1pnPT0=

　　それぞれの命令の説明の、T states（ステート数）というのが、その命令を実行するのに掛かるクロック数です。
　　一番短いクロックは、４クロック（LD A,B や NOP など）です。

　　T states（ステート数）は、それぞれの命令について全部明記されているので、それを合計していけば全体の処理クロック数になる...といいのですが、P6の場合、さらに M1サイクルを考慮する必要があります。なぜ M1サイクルを考慮する必要があるかというと、P6では M1サイクルに 1WAIT 挿入されるからです。


　　Z80が命令を処理する際、

　　オペコードを読み込む（M1サイクル）
　　メモリから読み出す　（M2サイクル）
　　メモリに書き込む　　（M3サイクル）

　　の順序で処理が行われます。

　　M2、M3サイクルは、命令によっては存在しないのですが、M1サイクルは全ての命令に存在します。
　　ややこしい事に、命令によってはM1サイクルが１命令内で２つあるものがあります。

　　オペコードで表した時に、0xCB、0xED、0xDD、0xFD で始まる命令は、M1サイクルが２つあります。

　　0xCB：ビット演算系
　　0xED：Z80で拡張された命令
　　0xDD：IX系
　　0xFD：IX系


　　『M1サイクルに 1WAIT 挿入』というのは、M1サイクル時にメモリから読み出す際に、１クロック分の待ち時間を挿入するという意味です。WAIT（待ち時間）の挿入というのは、CPUに対してメモリ動作が遅いために取られている処置です。

　　WAITが挿入されるのは以下の通りです。

　○初代機：
　　M1サイクルで、1WAIT
　　ROM領域（0x0000〜0x7FFF）へのメモリリード／ライトで、1WAIT

　○mk2/66：
　　ポート0xF3：bit7-5の設定に従う。

　　ポート0xF3：bit7：M1 サイクルでのWAIT (0:OFF 1:ON)
　　ポート0xF3：bit6：ROMブロックでのWAIT (0:OFF 1:ON)
　　ポート0xF3：bit5：RAMブロックでのWAIT (0:OFF 1:ON)
　（bit4-0は割り込み関連の設定）

　　デフォルトは 0xC2 で、M1サイクルとROM領域のみ、1WAIT挿入されます（初代機と同じ）。


　　WAIT挿入を無くせればCPUの動作が速くなるのですが、やっかいな事に普通ではこのWAIT挿入を無くす事が出来ません。

　　詳しくはこちらを参照して下さい→http://sbeach.seesaa.net/article/387861448.html


　　結局、通常はM1サイクルが１or２あるものとして計算する事になります。


　　例えば、

　　LD A,B ：ステート数が4なので、4+1クロック
　　ADC HL,HL：ステート数が15で 0xED から始まるので、15+2クロック

　　という感じで計算できます。


　　まだ続きます。