プログラムメモリの使い方

【プログラムメモリ】

　命令そのものを格納するメモリで１６ビットのビット幅があります。
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２Ｍ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「ページ切替」が必要なく、常に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。

　さらに１６ビット幅のプログラムメモリは、実際のメモリとしては８ビット幅のものが
使われていて、８ビット単位（つまりバイト単位）で扱うように変更されています。
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。
しかし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) リセットベクタ　＝　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) 高レベル割込みベクタ　＝　0x000008 番地
　　　高位の割込み発生時の飛び先で固定です。
　(3) 低レベル割込みベクタ　＝　0x000018 番地
　　　低位の割込み発生時の飛び先で固定です。

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、これより少ないサイズで
PICの種類ごとに異なっていますので、注意が必要です。
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。







このプログラムメモリ内への命令の格納のされ方は、バイト単位で見ると、
上図のように下位、上位の順です。

　１Mワードのジャンプが直接できるようにするため、ジャンプ命令に２ワード
構成の命令が追加となりました。
例えば、GOTO命令は下図のようにジャンプ先として、２１ビットの内の最下位
ビットを除いた２０ビット全部をジャンプ先データとして指定できる、２ワードの
命令となりました。（２１ビットの最下位ビットは常に０）





　このような２ワード命令の場合の、プログラムメモリへの格納順序は、
上位ワード、下位ワードの順で、かつワード内は下位バイト、上位バイトの
順序で並びます。

【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、一緒にPCH、PCUレジスタから、PCLATH、PCLATU
レジスタに読み込まれます。
これで２１ビットへの読み書きが同時にできることになります。

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