プログラムメモリアーキテクチャ

【メモリアーキテクチャの概要】

PIC18シリーズでのメモリは種類は他のミッドレンジと同じように、下記の３種類と
なっています。

　(1) プログラムメモリ
　　　命令つまりプログラムそのものを格納するメモリ。
　(2) データメモリ
　　　データ格納用のメモリですが、PICではレジスタファイルとなっています。この中
　　　には、特殊レジスタ（SFR）と呼ばれる指定席のレジスタと、汎用変数領域の
　　　レジスタとがあります。
　(3) スタックメモリ
　　　サブルーチンや割込みでの戻り番地を格納するための独立のメモリで、PIC18
　　　シリーズでは従来より大幅に拡張されました。しかもスタックポインターレジスタが
　　　追加され、かつPUSH、POP命令も追加されましたので、スタックメモリをプログ
　　　ラム命令でRead/Writeすることが出来るようになりました。

【プログラムメモリ】

　命令そのものを格納するメモリです。アドレスは、プログラムカウンタで指定されます。
このプログラムカウンタ（PC)がPIC18シリーズでは２１ビット構成となりましたので、
プログラムメモリアクセス領域としては２ＭＢという非常に大きな範囲を直接指定
できるようになりました。
　つまり従来の「Ｐａｇｅの概念」を使わなくとも全てのメモリ空間を直接指定できる
ということになりました。これでプログラムを組むのが大変楽になりました。

　しかし、その代わり、プログラムメモリをバイト単位（８ビット）で扱うように変更され、
従来のワード単位（１６ビット）での扱いではなくなりました。
つまり、２ＭＢの空間のプログラムメモリですが、命令は１６ビットですので、２バイトで
１命令ということになります。
さらにPIC18シリーズでは一度に２バイトの命令を直接取り出すことが出来るように
なっています。そのため、プログラムカウンタの最下位ビットは常に０で命令実行毎に
＋２されて行くようになっています。
従って、プログラム空間としては１Ｍワードということになります。


プログラムメモリについては、これ以外にベクタがいくつか設定されています。

　(1) RESET Vector　＝　0x000000 番地
　　　リセット発生時にはかならず０番地から始まります。
　(2) High Priority Interrupt Vector　＝　0x000008 番地
　　　高位の割込み発生時のとび先で固定です。
　(3) Low Priority Interrupt Vector　＝　0x000018 番地
　　　低位の割込み発生時のとび先で固定です。

これを図で表すと下図のようになります。
１Mワードの空間ですが実際に実装されているのは、これよりはるかに少ない
サイズとなっています。
この実装されていない空間をアクセスした時には全て「0」として読み出されるので
「NOP命令」として実行されます。

【プログラムカウンタの構成】

　プログラムカウンターが２１ビット構成になったことにより、プログラムカウンタ設定用
のレジスタが追加されました。
下図のようにプログラムカウンタへのアクセスは３つのレジスタに分解されて命令に
よりアクセスすることが出来ます。
ここで上位のPCH、PCUレジスタは直接には命令でアクセスすることはできず、それ
ぞれPCLATH、PCLATUレジスタ経由となります。
PCLATH、PCLATUレジスタはプログラムで自由に読み書きが出来ます。

PCLATH、PCLATUからPCの上位への Read／Writeのタイミングは、PCLレジスタへの
Read／Writeタイミングと同期するようになっています。
つまり、PCLに書き込む時に、あらかじめPCLATH、PCLATUに書き込まれていた内容が、
PCH、PCUレジスタに書き込まれます。
またPCLレジスタを読み込むと、同時にPCH、PCUレジスタから、PCLATH、PCLATUレジ
スタに読み込まれます。

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