Z80 指令寄存器大小

Question

我正在编写一个 Z80 模拟器，我对指令寄存器有多大感到困惑。

Z80手册中规定指令长度为1到4字节，我是否可以假设Z80有32位指令寄存器？如果不是那么它如何执行这样的指令？

Answer 1

没有指令寄存器，并且您不能一次获取整个指令。相反，您可以一块一块地获取它。

让我们看一下您的示例说明：

• 您的模拟器首先从当前 PC 获取一个字节，然后递增 PC。
• 它查看字节，即 0xDD，模拟器知道这是“IX 指令前缀”（因为您知道这一点，因此已经对模拟器进行了编程以了解它）。然后，您的模拟器会获取另一个字节以获取实际的操作码。
• 操作码字节是 0x36，并且您的模拟器 知道以 0xDD 为前缀的 0x36 是

  LD (IX+d),n

  ，编码为

  0xDD 0x36 dd nn

  。
• 您的模拟器然后获取

  dd

  和

  nn

  字节，将

  nn

  写入

  (IX+dd)

  ，递增周期计数器并继续执行下一条指令。

如果您想编写一个周期精确的仿真器，事情会变得有点复杂，但如果您是仿真的初学者，我不建议您这样做。

Answer 2

它只说明指令的长度可以是 1-4 个字节。这不会自动允许关于指令寄存器的假设。它说它是 M 个周期：5。这清楚地表明需要 2 个字节来获取指令（M 个周期 1 和 2）。然后它读取下一个 1 个字节（M Cycle 3），将其添加到 IX 寄存器，然后读取另一个字节（M Cylce 4），然后将其写入计算的地址（M Cycle 5）。

Answer 3

指令寄存器确实存在。它是控制单元的一部分，大小为 1 字节。该寄存器保存指令的操作码。对于具有多字节操作码的指令，仅将前缀加载到该寄存器中。

多字节OpCode的剩余部分不加载到指令寄存器中；它在后续周期中被直接获取到解码器。由于解码器被设计为有限状态机（FSM），因此它不需要存储整个操作码——只需要前缀。操作码的其余部分以解码器的内部状态表示。

指令寄存器不与其他寄存器连接，ALU 无法访问，只有解码器与其交互，这使得它对于仿真器来说是可选的。

更多详情请参见“2.3.6.2 解码与执行”部分

https://www.msxarchive.nl/pub/msx/mirrors/msx2.com/zaks/z80prg02.htm

Answer 4

实际上IR寄存器是存在的，但程序员无法访问。查看 Rodnay Zaks 的书《如何对 Z80 进行编程》（第 56 页）。它清楚地解释了如何获取和解码 1 字节指令，但是我仍然不明白如何处理 2 字节、3 字节或 4 字节指令。如果有一个逐步示例来展示如何使用 IR 寄存器处理 2、3 或 4 字节指令，那就太好了。