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2009/07/18 からのアクセス回数 15509
GMC-4は、学研の「大人の科学」Vol.24の付録に付いている4ビットマイコンボードです。
http://otonanokagaku.net/magazine/vol24/index.html
GMC-4には、
が載っており、
を持っています。
として使用され、その他は、補助用のレジスタとなっています。
GMC-4の命令セットは、
| 命令コード | 命令記号 | 実行フラグ | 機能 |
| 0 | KA | 0,1 | 押している数字キーをArに入れる。押されていない場合は実行フラグが1。 |
| 1 | AO | 1 | Arの内容を数字LEDに点灯する。 |
| 2 | CH | 1 | ArとBr、YrとZrの内容をそれぞれ入れ替える。 |
| 3 | CY | 1 | ArとYrの内容を入れ替える。 |
| 4 | AM | 1 | Arの内容をデータメモリに入れる。 |
| 5 | MA | 1 | データメモリの内容をArに入れる。 |
| 6 | M+ | 0,1 | データメモリの内容にArの内容を加え、Arに入れる。桁上げがあると実行フラグが1。 |
| 7 | M- | 0,1 | データメモリの内容からArの内容を引き、Arに入れる。引けないとき実行フラグが1。 |
| 8 | TIA | 1 | 命令の次のデータをArに入れる。 |
| 9 | AIA | 0,1 | Arの内容に命令の次のデータを加え、Arに入れる。桁上げがあると実行フラグが1。 |
| A | TIY | 1 | 命令の次のデータをYrに入れる。 |
| B | AIY | 0,1 | Yrの内容に命令の次のデータを加え、Yrに入れる。桁上げがあると実行フラグが1。 |
| C | CIA | 0,1 | Arと命令の次のデータを比べる。異なる場合は実行フラグが1。 |
| D | CIY | 0,1 | Yrと命令の次のデータを比べる。異なる場合は実行フラグが1。 |
| F | JUMP | 1 | 実行フラグが1のとき、続けて指定したアドレスにジャンプする。 |
この他にサービスコールとして、
| 命令コード | 命令記号 | 実行フラグ | 機能 |
| E0 | CAL RSTO | 1 | 数字LEDを消灯する。 |
| E1 | CAL SETR | 1 | 2進LEDを1個点灯する。点灯するLEDはYrで指定する。 |
| E2 | CAL RSTR | 1 | 2進LEDを1個消灯する。消灯するLEDはYrで指定する。 |
| E4 | CAL CMPL | 1 | Arの内容をbit反転する。 |
| E5 | CAL CHNG | 1 | Ar、Br、Yr、Zrと補助レジスタA'r、B'r、Y'r、Z'rの内容を入れ替える。 |
| E6 | CAL SIFT | 0,1 | Arの内容を1bit右へ移動する。結果が偶数のとき実行フラグが1。 |
| E7 | CAL ENDS | 1 | エンド音を鳴らす。 |
| E8 | CAL ERRS | 1 | エラー音を鳴らす。 |
| E9 | CAL SHTS | 1 | "ピッ"という音を鳴らす。 |
| EA | CAL LONS | 1 | "ピー"という音を鳴らす。 |
| EB | CAL SUND | 1 | Arの内容に対応する音階を鳴らす。 |
| EC | CAL TIMR | 1 | (Arの内容＋1)×0.1秒間プログラムの実行を停止する。 |
| ED | CAL DSPR | 1 | データメモリの内容を2進LEDに点灯する。5F番地の内容を上位、5E番地の内容を下位に表示する。 |
| EE | CAL DEM- | 1 | データメモリからArの内容を引き、10進数に直してデータメモリに入れる。 |
| EF | CAL DEM+ | 1 | データメモリにArの内容を加え、10進数に直してデータメモリに入れる。桁上げがある場合は一つ前の番地の値に1を加える。 |
があります。*1
GMC-4では、
することで、プログラミングします。しかし、これではミスも多く、小さなプログラムを作るのでも大変です。
そこで、以下のような簡易言語から命令セットに変換するコンパイラーを作成しました。
例）１５秒カウンタ
int a;
a = 15;
while (a > 0) {
out(a);
shts();
a = a - 1;
timer(10);
}
生成された命令セット（アセンブラ）は、
TIA f TIY 0 AM L1: TIY 0 TIA 0 AIA 1 M- JUMP L2 TIY 0 MA AO CAL SHTS TIY 0 TIA 1 M- TIY 0 AM TIA a CAL TIMR JUMP L1 L2: CAL ENDS L3: JUMP L3
命令セットからコードに翻訳するアセンブラが、以下のサイトにあります。
http://www.musashinodenpa.com/misc/GMC4/
ここで変換すると
アドレス 命令 命令コード 00 TIA 8 01 ＜F＞ F 02 TIY A 03 ＜0＞ 0 04 AM 4 05 TIY A 06 ＜0＞ 0 07 TIA 8 08 ＜0＞ 0 09 AIA 9 0A ＜1＞ 1 0B M- 7 0C JUMP F 0D ＜0＞ 0 0E ＜2＞ 2 0F TIY A 10 ＜0＞ 0 11 MA 5 12 AO 1 13 CAL E 14 _SHTS 9 15 TIY A 16 ＜0＞ 0 17 TIA 8 18 ＜1＞ 1 19 M- 7 1A TIY A 1B ＜0＞ 0 1C AM 4 1D TIA 8 1E ＜A＞ A 1F CAL E 20 _TIMR C 21 JUMP F 22 ＜0＞ 0 23 ＜5＞ 5 24 CAL E 25 _ENDS 7 26 JUMP F 27 ＜2＞ 2 28 ＜6＞ 6
ただし、最初のJUMP 02はバグのようで必ず最初のJUMPの値が正しくセットされません。 正しくは、JUMP 24です。
GMC-4の元になった「FX-マイコン」のシミュレータが以下のURLに公開されています。
http://homepage2.nifty.com/kocha_web/fxms/fxms.html
これを使って生成されたコードが正しく動作するか試してみます。*2
sample.fxp言語は、命令セットの影響を強く受け、
となりました。
コンパイラーの処理する言語仕様を以下に示します。
prog ::
declaration* statement+
declaration ::
int ID ( ',' ID )*
compoundStatement ::
'{' statement+ '}'
statement ::
expr ';'
| ID '=' expr;
| ';'
| compoundStatement
| ifStm
| whileStm
| 'led' '(' expr ')' ';'
| 'out' '(' expr ')' ';'
| 'cmpl' '(' expr ')' ';'
| 'shift' '(' expr ')' ';'
| 'shts' '(' expr ')' ';'
| 'sound' '(' expr ')' ';'
| 'timer' '(' expr ')' ';'
expr ::
'$A'
| 'key' '(' ')'
| term ( '+' CONST | '+' ID )*
| ID '-' CONST
| ID '-' ID
term ::
CONST | ID
ifStm ::
'if' '(' comparisonExpr ')' statement
whileStm ::
'while' '(' comparisonExpr ')' statement
comparisonExpr ::
'$Z'
| 'key' '(' ')'
| ID '>' CONST
| term '==' ( ID | CONST )
ID :: ('a'..'z'|'A'..'Z')('a'..'z'|'A'..'Z'|'0'..'9')*
CONST :: '0'..'9'+
GMC-4コンパイラーのEclipseプロジェクトを以下のファイルをダウンロードしてください。
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