§ Регистр IR

Регистр IR (Instruction Register) - 16 разрядный. В старших байтах его содержится код операции (их всего 8), src и dst операнд, а в младших содержится D - данные, которые могут быть либо непосредственным операндом, либо указателем на ZP, либо участвовать в процессе условного и безусловного перехода.

IR7  IR6  IR5 | IR4 IR3 IR2   | IR1 IR0 (bus)   | D7..D0
--------------+---------------+-----------------+--------
Код операции  | Операнд DST   | Операнд SRC     | Данные
              | (mode) Режим  | D,[RAM],AC,IN   |

§ Коды операции

000 0 LOAD   Загрузка из src
001 1 AND    Логическое поразрядное "И" над dst & src
010 2 OR     Поразрядное "ИЛИ"
011 3 XOR    Поразрядное "Исключающее ИЛИ"
100 4 ADD    Сложение dst+src
101 5 SUB    Вычитание dst-src
110 6 STORE  Сохранение src в dst
111 7 JUMP   Условный или безусловный переход

§ Арифметическо-логические операции

Для операции LOAD,AND,OR,XOR,ADD,SUB действует единая система распознавания операндов. Первый операнд всегда аккумулятор.

• bus=0, используется в качестве операнда-источника (src) данные D в IR[7:0]
• bus=1, то тогда расшифровывается mode следующим образом:

000 0 [D]     Адрес берется из data
001 1 [X]     Из X
010 2 [Y,D]   Старшая часть 16 битного адреса - Y, младшая часть - D
011 3 [Y,X]   Старшая часть Y, младшая X
100 4 [D]     Используется D
101 5 [D]     ---//---
110 6 [D]     ---//---
111 7 [Y,X++] Старшая часть Y, младшая X, но после считывания X увеличивается на единицу

Из полученного адреса извлекается значение (из памяти) для операнда

• bus=2, источник равен AC
• bus=3, источник равен INREG (входящий регистр, аналог порта)

После расчетов, результат записывается в регистр, соответствующий (mode):

000 0 AC   Аккумулятор AC
001 1 AC   ---//---
010 2 AC   ---//---
011 3 AC   ---//---
100 4 X    Регистр X
101 5 Y    Регистр Y
110 6 OUT  Выходной порт OUT
111 7 OUT  ---//---

§ Сохранение данных STORE

Операция STORE использует bus=0 (D), bus=2 (AC), bus=3 (INREG) в качестве операнда, который надо записать в память. Адрес памяти, которую необходимо записывать, вычисляется аналогично тому, что было при выборе памяти в АЛУ:

000 0 [D]     Адрес берется из data
001 1 [X]     Из X
010 2 [Y,D]   Старшая часть 16 битного адреса - Y, младшая часть - D
011 3 [Y,X]   Старшая часть Y, младшая X
100 4 [D],X   Используется D. Операнд-источник также пишется в X
101 5 [D],Y   Используется D. Операнд-источник также пишется в Y
110 6 [D]     Используется D
111 7 [Y,X++] Старшая часть Y, младшая X, но после считывания X увеличивается на единицу

Здесь есть отличие при выборе 4 и 5 режима, тогда помимо записи в память, данные из источника пишутся в X и Y соответственно.

§ Переход Branch

Операция перехода использует (mode) для того, чтобы выбрать, какой тип перехода будет использоваться:

000 0 JMP Длинный переход, используется в качестве верхнего байта регистр Y, в качестве нижнего (src)
001 1 BGT A >  B   (AC^0x80) >  0x80
010 2 BLT A <  B   (AC^0x80) <  0x80
011 3 BNE A != B   (AC^0x80) != 0x80
100 4 BEQ A == B   (AC^0x80) == 0x80
101 5 BGE A >= B   (AC^0x80) >= 0x80
110 6 BLE A <= B   (AC^0x80) <= 0x80
111 7 BRA Переход выполняется всегда

При этом стоит отметить, что при переходе старший байт адреса всегда будет равен старшему байту текущего указателя PC.
При проверке перехода используется обращение старшего бита AC, чтобы сравнить его с число 0x80. На основе этих данных, делается вывод, выполнять ли переход.
Интересной особенностью Гигатрона является то, что он при любом переходе все равно исполняет операцию, которая идет сразу за оператором перехода (условного или безусловного). Этот трюк позволяет извлекать данные из памяти ROM.
Если в качестве bus=1, то информация о переходе берется из памяти по адресу D.

§ Таблица инструкции