Сопроцессор pAPU

Нажатие на клавиши джойстиков не вызывает в приставке никаких событий. Опрос джойстиков чисто программный, его частота должна выбираться программистом, исходя из необходимой точности и скорости реакции пользователя на события системы. Естественно, что очень частый опрос может замедлить работу системы, да и не стоит забывать, что джойстик это механическое устройство, а пользователь не может работать со скоростью ЭВМ (пусть даже такой как NES).

И так – как было сказано выше, для опроса состояния джойстиков используются два порта из адресного пространства CPU - $4016 и $4017. Алгоритм следующий: сначала необходимо «зафиксировать» состояние кнопок в сдвиговом регистре джойстиков (обоих сразу, если оба подключены). Для этого формируется строб, «защелкивающий» этот регистр – т.е. по адресу $4016 младший бит сначала устанавливается в единицу а затем в ноль (строб). Далее можно прочесть состояние кнопок джойстика на момент «защелкивания». Информация считывается в последовательном коде (из сдвигового регистра джойстика по синхросигналу CPU). Младший бит порта $4016 – первый джойстик (Порт A), порта $4017 – второй джойстик (Порт B). Информация считывается в следующей последовательности:

Нажатой кнопке соответствует единица, не нажатой – ноль.

Рассмотрим систему команд архитектуры 6502. В Денди используется именно эта модель, за исключением блока десятичной арифметики.

Процессор оперирует целыми восьмиразрядными числами. Содержит 6 программно-доступных регистров. Из них 5 – восьмиразрядных, и 1 – шестнадцатиразрядный программный счетчик.

· A – регистр - аккумулятор. Как и большинство «простых» архитектур – 6502 является «аккумуляторной», то есть во всех, или почти во всех, операциях явно или неявно участвует аккумулятор.

· PC – программный счетчик. Единственный 16-ти разрядный регистр – указатель выполняемой команды (классически).

· S – регистр - указатель вершины стека (первой свободной ячейки). Стек находится в пространстве адресов 0100h – 01FFh и «растёт» от старшего к младшему.

o P[0] - “C” – “ Carry” – флаг переноса из старшего разряда (классически).

o P[1] - “Z” – “Zero” – признак нулевого результата (классически).

o P[2] - “I” – “Interrupt” – флаг маскирования прерывания аппаратного прерывания на линии IRQ – варьируется командами SEI/CLI.

o P[3] - “D” – “Decimal” – флаг режима десятичной арифметики. Так как в Денди этот режим отсутствует, то этот флаг не используется процессором, может использоваться программистом. Варьируется командами SED/CLD.

o P[4] - “B” – “Break” – флаг программного прерывания (команда BRK).

o P[6] - “V” – “” – флаг переноса в знаковый разряд (из 6-ого в 7-ой - классически).

o P[7] - “N” – “” – флаг знака результата операции – дублирует седьмой разряд (классически).

Напомним, что система команд процессора оперирует или с перечисленными выше регистрами, или с адресным пространством памяти (64кб) – все устройства, управляемые процессором, должны отображаться своими регистрами на память.

ABS - прямая, указывается полный 16-разрядный адрес операнда:

ABS, X - индексированная по X, указывается базовый 16-разрядный адрес, к которому прибавляется смещение из регистра X;

ABS, Y - индексированная по Y, указывается базовый 16-разрядный адрес, к которому прибавляется смещение из регистра Y.

АСС - аккумуляторная, операнд в регистре A процессора.

IMM - непосредственная, 8-разрядный операнд расположен сразу за кодом команды (в мнемонической записи перед непосредственным операндом ставится символ «#»).

IMPL - неявная, операнды не указываются – жесткая логика работы инструкции.

IND - косвенная, задается адрес ячейки памяти, в которой хранится адрес операнда:

IND, X – индексно-косвенная, указывается 8-разрядный адрес в нулевой странице, к которому прибавляется содержимое регистра X, после чего из ячейки памяти с вычисленным адресом извлекается полный 16-разрядный адрес операнда;

IND, Y - косвенно-индексная, в нулевой странице указывается 8-разрядный адрес, после чего из заданной ячейки памяти считывается 16-разрядный базовый адрес, к которому прибавляется содержимое регистра Y, и из ячейки с вычисленным адресом извлекается операнд;

REL - относительная, в команде указывается 8-разрядное смещение относительно содержимого счетчика команд PC;

ZP - адресация нулевой страницы, в команде задается 8-разрядный адрес, определяющий ячейку памяти нулевой страницы, где хранится операнд;

ZP, X - индексированная по X адресация нулевой страницы, указывается 8-разрядный базовый адрес в нулевой странице, к которому прибавляется содержимое регистра X, и из ячейки памяти с вычисленным адресом извлекается операнд;

ZP, Y - индексированная по Y адресация нулевой страницы, в нулевой странице указывается 8-разрядный базовый адрес, к которому прибавляется содержимое регистра Y, и из ячейки памяти с вычисленным адресом извлекается операнд.

Ниже приведем саму систему команд (Всего 56 мнемоник инструкций).

Мнемоника	Краткое описание	Методы адресации	Запись на языке ассемблера	Код команды	Число байтов	Изменяемые флаги
ADC	Сложение с учетом переноса: А + d8 + С. Результат в аккумуляторе А и флаге переноса C	IMM	ADC #d8	69 d8		V, N, Z, С
ZP	ADC 08	65 a8
ZP, X	ADC а8, X	75 a8
ABS	ADC а16	6D a16l a16h
ABS, X	ADC а16, Х	7D a16l a16h
ABS, Y	ADC a16, Y	79 a16l a16h
IND, X	ADC (a8, X)	61 a8
IND, Y	ADC (a8), Y	71 a8
AND	Поразрядное логическое И аккумулятора и операнда	IMM	AND #d8	29 d8		N, Z
ZP	AND a8	25 a8
ZP, X	AND a8, X	35 a8
ABS	AND a16	2D a16l a16h
ABS, X	AND a16, X	3D a16l a16h
ABS, Y	AND a16, Y	39 a16l a16h
IND, X	AND (a8, X)	21 a8
IND, Y	AND (a8), Y	31 a8
ASL	Арифметический сдвиг операнда влево (умножение на 2)	ACC	ASL A	0A		N, Z, C
ZP	ASL a8	06 a8
ZP, X	ASL a8, X	16 a8
ABS	ASL a16	0E a16l a16h
ABS, X	ASL a16, X	1E a16l a16h
BEC	Переход, если флаг C = 0	REL	BCC i8	90 18
BCS	Переход, если флаг C = 1	REL	BCS 18	B0 18
BEQ	Переход, если флаг Z = 1	REL	BEQ 18	F018
BIT	Установка флагов в соответствии с результатом выполнения поразрядного логического И над содержимым аккумулятора и операнда. Бит 6 результата копируется во флаг V, а бит 7 - во флаг N	ZP	BIT a8	24 a8		N, V, Z
ABS	BIT a16	2C a16l a16h

BMI	Переход, если флаг N = 1	REL	BMI 18
BNE	Переход, если флаг 7 = 0	REL	BNE 18	D0 18
BPL	Переход, если флаг N = 0	REL	BPL 18
BRK	Программное прерывание	IMPL	BRK
BVC	Переход, если флаг V = 0	REL	BVC 18
BVS	Переход, если флаг V = 1	REL	BVS 18
CLC	Сброс флага C	IMPL	CLC			С
CLD	Сброс флага D	IMPL	CLD	D8		D
CLI	Сброс флага I (разрешение прерываний)	IMPL	CLI			I
CLV	Сброс флага V	IMPL	CLV	B8		V
CMP	Установка флагов в соответствии с результатом вычитания операнда из содержимого аккумулятора	IMM	CMP #d8	C9 d8		N, Z, C
ZP	CMP a8	C5 a8
ZP, X	CMP a8, X	D5 a8
ABS	CMP a16	CD a16l a16h
ABS, X	CMP a16, X	DD a16l a16h
ABS, Y	CMP a16, Y	D9 a16l a16h
IND, X	CMP (a8, X)	C1 a8
IND, Y	CMP (a8), Y	D1 a8
CPX	Установка флагов в соответствии с результатом вычитания операнда из содержимого регистра X	IMM	CPX #d8	E0 d8		N, Z, C
ZP	CPX a8	E4d8
ABS	CPX a16	EC a16l a16h
CPY	Установка флагов в соответствии с результатом вычитания операнда из содержимого аккумулятора	IMM	CPY #d8	C0 d8		N, Z, C
ZP	CPY a8	C4 a8
ABS	CPY a16	CC a16l a16h

Мнемоника	Краткое описание	Методы адресации	Запись на языке ассемблера	Код команды	Число байтов	Изменяемые флаги
DEC	Уменьшение операнда на 1	ZP	DEC a8	C6 a8		N, Z
ZP, X	DEC a8, X	D6 a8
ABS	DEC а16	CE a16l a16h
ABS, X	DEC a16, X	DE a16l a16h
DEX	Х = Х-1	IMPL	DEX	CA		N, Z
DEY	Y = Y-1	IMPL	DEY			N, Z
EOR	Поразрядное Исключающее ИЛИ содержимого аккумулятора и операнда	IMM	EOR #d8	49 d8		N, Z
ZP	EOR a8	45 a8
ZP, X	EOR a8, X	55 a8
ABS	EOR a16	4D a16l a16h
ABS, X	EOR a16, X	5D a16l a16h
ABS, Y	EOR a16, Y	59 a16l a16h
IND, X	EOR (a8, X)	41 a8
IND, Y	EOR (a8), Y	51 a8
INC	Увеличение операнда на 1	ZP	INC a8	E6 a8		N, Z
ZP, X	INC a8, X	F6 a8
ABS	INC a16	EE a16l a16h
ABS, X	INC a16, X	FE a16l a16h
INX	Х = X+1	IMPL	INX	E8		N, Z
INY	Y = Y+1	IMPL	INY	C8		N, Z
JMP	Переход по указанному адресу	ABS	JMP a16	4C a16l a16h
IND	JMP (a 16)	6C a16l a16h
JSR	Вызов подпрограммы с указанным адресом. В стеке сохраняется адрес возврата	ABS	JSR a16	20 a16l a16h
IDA	Загрузка операнда в аккумулятор	IMM	LDA #d8	A9d8		N, Z
ZP	LDA a8	A5a8
ZP, X	LDA a8, X	B5a8
ABS	LDA a16	AD a16l a16h
ABS, X	LDA a16, X	BD a16l a16h
ABS, Y	LDA a16, Y	B9 a16l a16h
IND, X	LDA (a8, X)	A1 a8
IND, Y	LDA (a8), Y	B1 a8
LDX	Загрузка операнда в регистр X	IMM	LDX #d8	A2 d8		H, Z
ZP	LDX a8	A6a8
ZP, Y	LDX a8, Y	B6a8
ABS	LDX a16	AE a16l a16h
ABS, Y	LDX a16, Y	BE a16l a16h
LDY	Загрузка операнда в регистр Y	IMM	LDY #d8	A0 d8		N, Z
ZP	LDY a8	A4 a8
ZP, Y	LDY a8, Y	B4 a8
ABS	LDY a16	AC a16l a16h
ABS, Y	LDY a16, Y	BC a16l a16h
LSR	Логический сдвиг операнда вправо (деление на 2)	ACC	LSR A	4A		N, Z, C
ZP	LSR a8	46 a8
ZP, X	LSR a8, X	56 a8
ABS	LSR a16	4E a16l a16h
ABS, X	LSR a16, X	5E a16l a16h
NOP	Нет операции	IMPL	NOP	EA
ORA	Поразрядное логическое ИЛИ содержимого аккумулятора и операнда	IMM	ORA #d8	09 d8		N, Z
ZP	ORA a8	05 a8
ZP, X	ORA a8, X	15 a8
ABS	ORA a16	0D a16l a16h
ABS, X	ORA a16, X	1D a16l a16h
ABS, Y	ORA a16, Y	19 a16l a16h
IND, X	ORA (a8, X)	01 a8
IND, Y	ORA (a8), Y	11 a8

Мнемоника	Краткое описание	Методы адресации	Запись на языке ассемблера	Код команды	Число байтов	Изменяемые флаги
PHA	Помещение содержимого аккумулятора в стек	IMPL	PHA
PHP	Помещение регистра состояния в стек	IMPL	PHP
PLA	Помещение байта с вершины стека в аккумулятор	IMPL	PLA
PLP	Помещение байта с вершины стека в регистр состояния	IMPL	PLP			Все флаги
ROL	Циклический сдвиг операнда влево	АСС	ROL A	2A		N, Z, C
ZP	ROL a8	26 a8
ZP, X	ROL a8, X	36 a8
ABS	ROL a16	2E a16l a16h
ABS, X	ROL a16, X	3E a16l a16h
ROR	Циклический сдвиг операнда вправо	АСС	ROR A	6A		N, Z, C
ZP	ROR a8	66 a8
ZP, X	ROR a8, X	76 a8
ABS	ROR a16	6E a16l a16h
ABS, X	ROR a16, X	7E a16l a16h
RTI	Возврат из прерывания	IMPL	RTI			Все флаги
RTS	Возврат из подпрограммы	IMPL	RTS
SBC	Вычитание операнда из содержимого аккумулятора с учетом переноса	IMM	SBC #d8	E9 d8		N, V, Z, C
ZP	SBC a8	E5 a8
ZP, X	SBC a8, X	F5 a8
ABS	SBC a16	ED a16l a16h
ABS, X	SBC a16, X	FD a16l a16h
ABS, Y	SBC a16, Y	F9 a16l a16h
IND, X	SBC (a8, X)	E1 a8
IND, Y	SBC (a8), Y	F1 a8
SEC	Установка флага C	IMPL	SEC			С
SED	Установка флага D	IMPL	SED	F8		D
SEI	Установка флага 1 (запрещение прерываний)	IMPL	SEI
STA	Запись содержимого аккумулятора в память	ZP	STA a8	85 a8
ZP, X	STA a8, X	95 a8
ABS	STA a16	8D a16l a16h
ABS, X	STA a16, X	9D a16l a16h
ABS, Y	STA a16; Y	99 a16l a16h
IND, X	STA (a8, X)	81 a8
IND, Y	STA (a8)	91 a8
SIX	Запись содержимого регистра X в память	ZP	STX a8	86 a8
ZP, Y	STX a8, Y	96 a8
ABS	STX a16	8E a16l a16h
STY	Запись содержимого регистра Y в память	ZP	STY a8	84 a8
ZP, X	STY a8, X	94 a8
ABS	STY a16	8C a16l a16h
TAX	Пересылка содержимого аккумулятора в регистр X	IMPL	TAX	AA		N, Z
TAY	Пересылка содержимого аккумулятора в регистр Y	IMPL	TAY	A8		N, Z
TSX	Пересылка содержимого указателя стека в регистр X	IMPL	TSX	BA		N, Z
TXA	Пересылка содержимого регистра X в аккумулятор	IMPL	TXA	8A		N, Z
TXS	Пересылка содержимого регистра X в указатель стека	IMPL	TXS	9A
TYA	Пересылка содержимого регистра Y в аккумулятор	IMPL	TYA			N, Z

i8 - 8-разрядное смещение в диапазоне от -128 до 127

Также приведем матрицу системы команд (красным цветом отмечены недокументированные инструкции –в базовой архитектуре 6502 они отсутствуют, но контроллером 6561 поддерживаются).

╔════════╤════════╤════════╤════════╤════════╤════════╤════════╤════════╤════════╗

║76543210│xxx000xx│xxx010xx│xxx100xx│xxx110xx│xxx001xx│xxx011xx│xxx101xx│xxx111xx║

╟────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────╢

║000xxx00│BRK IMM │PHP │BPL REL │CLC │DOP ZP │TOP ABS │DOP ZPX │TOP ABX ║

║001xxx00│JSR ABS │PLP │BMI REL │SEC │BIT ZP │BIT ABS │DOP ZPX │TOP ABX ║

║010xxx00│RTI │PHA │BVC REL │CLI │DOP ZP │JMP ABS │DOP ZPX │TOP ABX ║

║011xxx00│RTS │PLA │BVS REL │SEI │DOP ZP │JMP IND │DOP ZPX │TOP ABX ║

║100xxx00│DOP IMM │DEY │BCC REL │TYA │STY ZP │STY ABS │STY ZPX │SYA ABX ║

║101xxx00│LDY IMM │TAY │BCS REL │CLV │LDY ZP │LDY ABS │LDY ZPX │LDY ABX ║

║110xxx00│CPY IMM │INY │BNE REL │CLD │CPY ZP │CPY ABS │DOP ZPX │TOP ABX ║

║111xxx00│CPX IMM │INX │BEQ REL │SED │CPX ZP │CPX ABS │DOP ZPX │TOP ABX ║

║000xxx01│ORA NDX │ORA IMM │ORA NDY │ORA ABY │ORA ZP │ORA ABS │ORA ZPX │ORA ABX ║

║001xxx01│AND NDX │AND IMM │AND NDY │AND ABY │AND ZP │AND ABS │AND ZPX │AND ABX ║

║010xxx01│EOR NDX │EOR IMM │EOR NDY │EOR ABY │EOR ZP │EOR ABS │EOR ZPX │EOR ABX ║

║011xxx01│ADC NDX │ADC IMM │ADC NDY │ADC ABY │ADC ZP │ADC ABS │ADC ZPX │ADC ABX ║

║100xxx01│STA NDX │DOP IMM │STA NDY │STA ABY │STA ZP │STA ABS │STA ZPX │STA ABX ║

║101xxx01│LDA NDX │LDA IMM │LDA NDY │LDA ABY │LDA ZP │LDA ABS │LDA ZPX │LDA ABX ║

║110xxx01│CMP NDX │CMP IMM │CMP NDY │CMP ABY │CMP ZP │CMP ABS │CMP ZPX │CMP ABX ║

║111xxx01│SBC NDX │SBC IMM │SBC NDY │SBC ABY │SBC ZP │SBC ABS │SBC ZPX │SBC ABX ║

║000xxx10│KIL │ASL A │KIL │NOP │ASL ZP │ASL ABS │ASL ZPX │ASL ABX ║

║001xxx10│KIL │ROL A │KIL │NOP │ROL ZP │ROL ABS │ROL ZPX │ROL ABX ║

║010xxx10│KIL │LSR A │KIL │NOP │LSR ZP │LSR ABS │LSR ZPX │LSR ABX ║

║011xxx10│KIL │ROR A │KIL │NOP │ROR ZP │ROR ABS │ROR ZPX │ROR ABX ║

║100xxx10│DOP IMM │TXA │KIL │TXS │STX ZP │STX ABS │STX ZPY │SXA ABY ║

║101xxx10│LDX IMM │TAX │KIL │TSX │LDX ZP │LDX ABS │LDX ZPY │LDX ABY ║

║110xxx10│DOP IMM │DEX │KIL │NOP │DEC ZP │DEC ABS │DEC ZPX │DEC ABX ║

║111xxx10│DOP IMM │NOP │KIL │NOP │INC ZP │INC ABS │INC ZPX │INC ABX ║

║000xxx11│SLO NDX │AAC IMM │SLO NDY │SLO ABY │SLO ZP │SLO ABS │SLO ZPX │SLO ABX ║

║001xxx11│RLA NDX │AAC IMM │RLA NDY │RLA ABY │RLA ZP │RLA ABS │RLA ZPX │RLA ABX ║

║010xxx11│SRE NDX │ASR IMM │SRE NDY │SRE ABY │SRE ZP │SRE ABS │SRE ZPX │SRE ABX ║

║011xxx11│RRA NDX │ARR IMM │RRA NDY │RRA ABY │RRA ZP │RRA ABS │RRA ZPX │RRA ABX ║

║100xxx11│AAX NDX │XAA IMM │AXA NDY │XAS ABY │AAX ZP │AAX ABS │AAX ZPY │AXA ABY ║

║101xxx11│LAX NDX │ATX IMM │LAX NDY │LAR ABY │LAX ZP │LAX ABS │LAX ZPY │LAX ABY ║

║110xxx11│DCP NDX │AXS IMM │DCP NDY │DCP ABY │DCP ZP │DCP ABS │DCP ZPX │DCP ABX ║

║111xxx11│ISC NDX │SBC IMM │ISC NDY │ISC ABY │ISC ZP │ISC ABS │ISC ZPX │ISC ABX ║

╚════════╧════════╧════════╧════════╧════════╧════════╧════════╧════════╧════════╝

В палитре Денди содержится 64 ячейки (некоторые содержат одинаковые цвета). Соответствие цветов формату RGB приведено ниже.