Z80 上未记录的 16 位 I/O 寻址

Question

我从Z80上的Zilog数据表中注意到，对于I/O（IN和OUT）指令组，各种寄存器的内容通常放置在地址总线的高8位（取决于指令），低 8 位选择最多 256 个理论上连接的设备之一。

我的问题是用这些高 8 位执行此操作有什么意义？我知道有些机器以某种方式使用它来降低解码复杂性，但是它们真的有什么用途吗？我想完全按照 Z80 的建议实现这些指令，但我不认为实现此行为有什么意义，因为它是非标准的。这种行为被描述为未记录的，因此，例如在“Sega Master System”上，我会逃脱这种惩罚吗？非常感谢。

问候， 菲尔·波特

Answer 1

该行为已由 Zilog 完整记录（第 269-287 页）。

我猜有些外设可能会使用地址总线的高位A8..A15作为一种8位参数。

Answer 2

有些系统使用高8位作为地址，低8位作为参数。 Amstrad CPC 是主要的例子。这使得 OUT (C),r 几乎成为唯一可用的指令，当然它现在实际上充当 OUT (B),r；为了方便起见，经常使用 C 作为参数。推论是 OUT (n),A 几乎完全无用，除非您碰巧想将 0x34 发送到端口 0x34 等。

Answer 3

在 ZX Spectrum 上，键盘只能通过从端口 0xfe 读取来读取，而最高 8 个地址线正在选择 8 组 5 个按键之一。例如，如果要扫描按键 Q、W、E、R 和 T，地址总线的高 8 位必须为 0xfb:

    ld bc,#fbfe
    in a,(c)        ; reading from port 0xfe while upper 8 address lines are 0xfb

这与：

完全相同

    ld a,#fb
    in a,(#fe)      ; reading from port 0xfe while upper 8 address lines are 0xfb

80 年代的一些街机通过一条

out

指令一次输出超过 8 位来与附加硬件进行通信 - 附加位是从高位地址线读取的。

Answer 4

“用这些高 8 位来做这个有什么意义？” 反之亦然。对于 IO 操作期间地址位在 CPU 内的路由方式，没有必要做任何特殊的事情。 LD A,(HL) 和 IN A,(C) 确实没有太大区别。

有 12 个 16 位主寄存器通过门连接到两个寄存器 PC 和 I/R，连接到 16 位 inc/dec 电路，该电路连接到 16 位地址锁存器。 就是这样。没有特殊逻辑处理高 8 位不同。

但是，IN r,(C) 和 IN A,(#n) 之间存在差异。第一个选择 BC 寄存器对，后者选择之前加载了 A 和立即操作数 #n 的隐藏 WZ 对。

在这里您可以研究 Z80 CPU 在晶体管级别的布局和行为 https://floooh.github.io/visualz80remix/https://floooh.github.io/visualz80remix/