Vykonávání instrukcí mikroprocesoru 8080 použitého v počítači PMD 85 je prodlužováno vkládáním čekacích stavů tak, aby videoprocesor měl volný přístup k operační paměti. Nakolik je procesor zpomalený se dá docela přesně odvodit, konkrétně se dá přepsat tabulka taktů pro jednotlivé instrukce.
Dovolím si vypustit vysvětlování přesného fungování taktování, odborníci vědí, pro laiky je tento článek zbytečný.
Pravidla vkládání čekacích taktů jsou popsána v manuálu PMD85, důležitý je stav signálu VIDEO – signál je aktivní každý druhý strojový takt a vymezuje čas pro videosystém, aby načetl 1 byte z videopaměti. Čekací stav TW se vkládá mezi T2 a T3 každého strojového cyklu:
Pokud VIDEO = 1 a zároveň se má v T3 číst, vkládá se TW.
Pokud VIDEO = 0 a zároveň se má v T3 zapisovat, vkládá se TW.
Každá instrukce zahajuje své vykonávání cyklem M1 – čtení operačního znaku, který se skládá z taktů T1-T2-T3. Podle stavu signálu VIDEO jsou dvě možnosti, jak tento cyklus proběhne:
Důležitý fakt plynoucí z průběhů je, že další cyklus M2 vždy začíná v aktivním signálu VIDEO a proto další taktování instrukce má pokaždé identický průběh (a víme kdy skončí).
Například průběh instrukce STA vypadá takto:
Tato instrukce trvá 14 nebo 15 taktů. Záleží na tom, jak se zakončila předcházející instrukce. A teď přijde rozřešení celého problému: protože víme dopředu, kdy každá instrukce skončí (např. STA končí vždy v aktivní signálu VIDEO), tak taky víme, zda způsobí natažení následující instrukce o jeden čekací stav nebo ne. A právě tento jeden takt, ačkoliv proběhne až v následující instrukci, můžeme přičíst k celkové době vykonávání, a proto doba vykonávání jakékoliv instrukce je pokaždé stejná!
Příklad: instrukce DCX B končí vždy v neaktivním signálu VIDEO, tj. vynutí si u následující instrukcí čekací stav v prvním strojovém taktu. Kdykoliv použiji instrukci DCX B, utrhnu si celkem 6 taktů instrukce = to je její doba trvání.
Dal jsem si tu práci a rozpracoval jsem všechny instrukce. Po nějaké době jsem opravoval jedno PMD, napíchl jsem některé signály na logický analyzátor a jen tak mimoděk si ověřil, že výše uvedená úvaha je správná.
Nová tabulka taktů: Takty 8080.pdf
Podrobný rozpis časování pro všechny instrukce: cykly8080.zip