CASL をベースとした

長野工業高等専門学校紀要 ･第

1 8

( 1 9 8 7 ) l

CAS L

総 合 的 ア セ ン ブ リ言 語 教 育 シ ス テ ム*

堀内征治 堀内泰輔

A   S y s t e m   f o r   S y n t h e t i c   L e a r n i n g   o f   A s s e m b l y   L a n g u a g e   Based on CASL

Seiji HORIUCHI and Taisuke HORIUCHI

l ti se s s e nt i a lt hatc ont e mpor ar yme c ha ni c a le ngi ne erwhone edst oma s t erme cha･

ni c a l c ont r o lw i t hac omput e rs houl dl e a r nnotonl ya s s e mbl yl a nguagebuta l s ot he ha r dwa r er e l a t edt ot hatl a ngua ge .Butt hea s s embl yl a ngua geus e df orCPU whi c h i sa vai l a bl eo nt hema r ke tha ss oma nyi ns t r uc t i onst ha tt hel e a r ne r soft hel anguage havebe e ns uf fer e df r om t hec o nf us i o nc a us e dbyt hem.I nor d ert os o l vet hi spr o ‑

bl e m,i ti sne c es s a r yt oc ons t r uc tavi l ･ t ua lma c hi newi t has ma l lnumbe rofi ns t r u･

c t i ons .I n Mar ch 1 9 8 7.CASL,anas s e mbl y l a nguagef o ravi r t ua lma c hi nename d COMET,wa sado pt e dt ot hec e r t i 丘c at ee xa mi na t i onofi nf or ma t i o npr oc e s s i ngunde r t heaus pi c e soft heMi ni s t r yofI nt e r na t i o na l Tr a dea ndI ndus t r y.I ts ee mst ha tCASL ha sbe e ns ui t a bl ef ort hebegi nne r sbe c a us eofi t sc ompa c t ne s sands uL Rc i e nc y.

Fi r s t l y,t heCASLs i mul a t orwhi c hi sabl et owor konanype r s o nalc omput e rl ュ a s be e nde ve l o pe dma ki ngus eofCl a ngua ge .Se c o ndl y,t hes i mul a t orwasi mpl eme nt e d i nt omi c r oc omput e rwhi c hha st heabi l i t yt oco nt r o ls ens orora c t ua t orvi aI / 0 por t

a ndano t hers ys t e m w it ht heha r dwar eha sbe e nde ve l ope d.I tha sbe enpr ovさ dt ha t t he s es ys t emsar eappr opr i a t ef ort hea c qui s i t i onoft hea s s embl yl a nguage .

1 . は じ め に

コソピュークに よる機械制御を学習す るうえで,アセソブ リ言語の習得は必須の条件であ る. しか し, アセ ンブ リ言語は個々の命令が単純 なため, プログラムが大 きくな りがちでバ グが発生 しやすい. また,実行時の暴走 も考え られる. こ ういった点か ら,初心者 のアセソ 7'1)教育には,専用に作った システムを用いるのが最適 といえる.一万,‑ー ドウェアの両 では,制御用 イソクーフェイスの製作 も初心者に とっては難 しく,配線 ミスな どで コソビュ

‑タ本体を破壊す る恐れがある｡ したがって,‑‑ ドウェアの学習にも専用 のユニッ トが必

* 昭和62年8月 全国高等専門学校情報処理教育研究協議会,情報処理教育研究先安会において発表

** 機械工学科 助教授

*** 機械工学科 助手

原稿受付 昭和62年9月30日

堀内征治 ･堀内泰輔 要 となる.

以上 の観点か ら, ソフ ト ‑〜 ドの申面にわた る総合的なアセンブ リ言語教育 システムの 開発を試みた.

本 システムを次の

2

1) アセ ソプ リ言語学習用

CASL

2 ) CASL

2. ア セ ンブ

リ 言 ^語

^{C A S L}

CA

S L

^験

^年度 か

てい

想

椀

C O

語と

切な

もと

に,

レ‑

そこで本システムの開発に当た って

は,

流

るUNI

は MS･

^O

ま

た

セ

表

J

t 1

2

OP GR XR

主o

p ^{榊o p}

0○ ^{朱 t t 用}

l 0 ^{1 2}

2 0 1

3

0 ^{2 1}

I

0 ¹

5 0 ^{I 2 3}

6 0 ^{I 2}

^{F F F F F}

I

0 ^{1 F} ○ ^{F F F F}

以上の 2点を設計の主柱に

据

開発

シ

レ ー

FI N EC

L" <F

pendent& N

o b l

Ed

c a

na

t e m

^{CA S L}

^,

^N

^{略 す) と}

2 ‑1

I N

FI NE と

に

お

^M S･ D

も

で

する 2 つ

を

た

前者

AC OM

3 5

通

U NI

シ

ム

し か

で

が

移植

,

市

の M S･ D OS

ソ

ンで

作

2

2

FI N Eの

,UN

お

言

た ･

は

性

高い

め

CASL

Do

MS･ DOS

6 51 0

2 37 0

( Lat t i c eCVer .3 .0に よ

FI NE

1 )

2)

3)

4 )

と

5 )

1 FI NE

シ ミュレータは大別 して図

1

4

(1)清容器

このル ‑チ ソでは,エデ ィタを用いて 7 1)‑フ ォーマ ッ トで記述 した

CAS L

St a rt

l e ac r 1 . 0; G R l = t ) l e ag rl . 0 . g r l; G T Z 3 = G R I c al l. r d m p d; r e BI st e rd u T n P l e ag r 1 . 1; G R l =l

l e ag r 2, 0 . g r li G R 2 ‑ G R I c an . r t l m p d; r e gl sl e rd t I T U st8 r 3.

r k; G f 7 3 3( W R Ⅸ )

l o o pa d dg r l. t l r T t; G R トG R I I( 耶K ) c al l. r d F R P di r e gl St e rd u n l P stg r 2. t l r ki ( 仰K ) と G R 2 l e a8 r 2. 0 , er l; G t 7 2 E G RI c p ag r l . cl O O O O; l EG R l く l t I O O O j mll o o p; g ot ol o o p

c

xl t; e n d

〜 r kd s1 cI Mm d cl OO O D

e n d

(

a

CASL

Ellr ‑ ‑ Il ･‑ 8 8 8 l a a 1 ..q 1 8 a .‑ .1 ▲t 守 e a 守 e a I d a l一 e p 柄 X S C g 1 1 C 1 I▲ C S a C 3 II C l一 C3 .q d

e n d

2

g r l , 0 ; G t u: 0 8 r 3 . I ) . c r l . ･ G f 7 3 z z G Rl . r d n p d ; r e gi st e r

E r l , 1 ; G f u=1 8 r 2. 0 . c r l ; G R 2 ! G Rl . r d 叩d ; r e g i st e rd t J n P g r 3, N r k ･ . G f t 3

耶K ) e r l , w r k ; G f uE G m

耶n . r d n p d ; r e 8l st e rd u m p g r 2. N r k i( W f Z K ) : 6 7 7 2 g r 2. 0, c r l ･ . G R 2 ≡ G RI c r l . cl t ) O C t l ･ . H G n く 1 0 t ) 0 0

1 o o p ; e ot ol o o p

; e n d 1

1 0 0 0 t )

O))清畜化テキス ト

4 城内征治 ･堀内泰輔

グラムを,標準形式 (清書化テキス り に変換す る.具体的には ラベル ･命令 コー ド間な ど の区切 りを

TAB

2

( 2 ) Pa s sl

溶封 ヒテキス トを もとに図3に示す よ うな ラベル テーブルを作成す る. ラベルテ‑プルは ラベル とそれに対応す

るア ドレスの表 であ り,

･

D M P D F D 20 LOO P M E NRK MI C C1 O O O OAMl t )

区切 り記号は

TAB

あ る. 図

3

( 3 ) Pa s s2

清召化テキス は よび ラベルテーブルか ら

COMET

4

l

' T P

^●

^c

^C

^H

^{L 印 D}

^{86 ) ● ● ● + +}

t ･ l N E A D D . O B J E C T L A B E LO P E R A T M O P 川A M) C O 伽E N T 1 ̲

2 0 D O D l 2 1 8 Mt I 8 3 0 0 0 2 1 2 3 1 0 0 0 t I 4 0 0 8 4 B t ) F O F O 2 0 5 0 0 0 6 1 2 1 mO O 1 6 0 0 t I 8 1 2 2 1 0 0 t I D 7 t l 0 0 A 8 0 F O F O 2 0 8 0 8 0 C l 1 3 0 0 t I I C 9 8 0 陀 2 0 1 0 0 0 1 C t . O O F 1 0 t H ) 1 0 8 0 F D F O 2 0 l l 0 0 1 2 1 1 2 mO I C 1 2 0 t u4 1 2 2 1 0 D O O 1 3 q O 1 6 4 t ) 1 0 0 D I D 1 4 t ) t I 1 8 6 1 F d D O O E 1 5 MI A 6 4 F O F 叩0

S T A R T L t : A G R l . 0 I . E A G R 3 , t ) . G F Z I C A t . L . R D H P D t . t ! A S t u. I L m G R 2

0 . G R l C A L L . 甘 D H P D S T G R 3 . N f Z K A D D G f

l . MZ K C A L L . . R D H P D S T G T

2 . W R K L m G R 2 , 0 . C R I C P A G R l . C 1 0 0 0 0 J H I L O O P E X I T 1 6 0 0 1 C 0 0 0 0 W R K D S 1 1 7 0 0 1 D 2 7 1 0 C 1 0 C M D C 1 0 0 0 0 1 8 E N J )

A S S E I I B L EE N D 3

N O f Z D S

4

i G I l l z D

; G f Z 3 ･ G R l i r c g l 与 l 8 rJ u * J )

; G t u･ l

; G I はt t ; R 1

; r e l l 与 t e rd t l ■ p

; C R 3 . ( N R K )

; G R I F G

l l ( N R K )

; r Q g 1 3 L e rd u 仲

; ( t l R K ) t G R 2

; G R 2 主 G f Z l H.G R l く 1 0 0 0 0

■ g ot ol o o p

; B A A

ノ′

( 4 )

Pa s s2

FI NE

CASL

‑や レ.?スタの内容把接 が容易になった.図

5

なお, これ らの処理 は

c a s l a

GR O ; 0 G f Z l : 0 G R t ) 三 O GRl ; 1 G F Z O : 0 GF Z l . :1 G R D : 0 6 F Z l 三 2 G R O 1 ‑ 0 G f u= 3 C R D : 0 GRl : 5 GR O : 0 GRl : 8

GR 2 = O GR 3, D G t Z 4 ; 81 9 2

GR 2 ‑I GR 3 1 O G R 4 三 別9 2

CR 2 ∃1 GR 3‑ 0 GR 4 : 81 9 2

Gt 7 2 三1 Gf Z 3 ≡ O G M≡ 81 9 2

GR 2 ; 2 GF Z 3 = O GR 4 ; 81 9 2

GR 2 ≡ 3 GF Z 3王 O G M= 81 9 2

GR 2 三 5 GR 3= O GM: 81 9 2

5

CASL

2 ‑3 FI NE

本 システムの実行速度を評価す るために

,FM1 6βFD

RAM

1 0 0

1 0

体は高速に行われてい るといえる.

また,各命令の実行 時間測定結果を表

2

MS･ DOS

FM1 6

表

2

命 令 所 要帽 r g H J LSeC) 命 令 所 要時 間 tJ LSeC)

os駐

駁

板

LD

131 60

160 75

ST

13P 65

138 65

I.EA

159 70

161 75

ADD

162 70

162 75

SUⅠー

159 80

163 80‑

川D

160 75

165 80

OR

162 80

253 130

163 75

331 155 FDⅡの RAM

(命令を含むn回ループ所要時間)‑ (n回空ループ所要時間) n回

各 命令の実行時間の平均は,MS･

DOSでは約 1 5 5F

,UNI X

3F L

1

1〝

6

60 0 0 ‑1 60 0 0

また,UNI

X版は MSI DOS

2

UNI X

3. CASL による機械制御学習システム

前節で述べた

FI NEに より,アセ ソブ リ言語の入門教育は大いに効果をあげ うる.しか し,

FI NE

, 8

1) 制御対象をモジュール化 し基礎的な回路が簡単に扱 えるようにすみ.

2 )

3)

4)

システムの概観を図

6

1以下にこのシステムのソフ トウェ7部 ･イソタフェース部 ･‑‑ ドウェア部などの概要を

州 内征治 ･軸内藤棚

(a) A

■■■■■̲‑ (b) 機械制御部

図

6

示 す .

3 ‑1

先ず,前述 の FINl; を8ビッ ト.､ソJ

ソ

6 8 0 9

(ノ L y川

この シ ミュレータは

前

はI i

イルが使 わ れ ない点 が大 きな追 いで あ る.す なわ ち, ソース フ ログ ラムは FM ‑7の BASIC イ ソター プ リタを利 用 して, BASIC の

托

独

8.1

的ご ' l T l 柑‑ 4 0 励

q

F I N EC A S L 2 M 8N o r d gP r c q R c 8 d l

nu■HVnU

nU n V 0 n U nu 1 2 3 . 一つ 5 6 1 1 1 1 1 1 一 ‑

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1

ヽノ ヽノ

ー2'J.I

t

n

nSSEMpLE ENt)

sl d rt

I

lcD 8 r l . 1 0 ' l o o pc a l l. r d n p d Il e 8 C r J . ‑ 1 . c r l

I J n 之l o o p

'c x l t

■e n d

(a) ソースプログラム

GRl

J

q

【

rJnl:TIT.I GrtI:)=l:I Glltt:I=t:I GRtJ=t二T

GRl=

lt J

?

E;TIlnT

LEn Gnl.lt) CnLL

LEn

JNZ

EXI T

END

.HDHPD Gn1‑‑1.【】Rl L

O

IO uロRDE) Gn23()

8R3 =r )

Gr12=

( l

t )

t )

t ̲ l

l ' )

l : I

l ̲ l

(I

了

t : l

図7 6809用FINEの実行例

C

AS L

T

i

シ

7

I /

情

なお, 水 ソフ トウ ェ7の

ROM

肋I

川肘 ド I N l 三

7

'

碓

3 2

8ビッ ト

CPU

.PPl( Pr o L ' r i l n l n l E l bl cPc･

r i ph e r a Hnt e r f a c e )

PP

r

王8 2 5 5 A

,I /

2 4

f J

.

8 2 5 5

I C3

牧師 も しに くい.

また, 外 部機 rl.tとのは純

/ d考瓜

+5V

ぴ GN

; 抑フ

ィ./とと もr

.A,

.C

3

ホ ‑ ト

外8

. . t 2 4

川

す るた め26ピソの コネ クタ女川

い

8

PPI

. ^{中 郡}

器 は操 作 手順 を容 易 にす るため に作 成 した もので, これ には

, 3

+5V

GND

3 ‑3

ル

今

回 CAS L

5

1 ) LED

3 )

A/

図

8 ･

'

lカ ー ド

JLi‑I

5 )

･

木 システ ムで は

,

M L

〃 伯

A

I

‑ビットホ可

3 2

1

◎

◎ ◎ n

◎

cs I R0 両

㊨ ^{◎ ◎}

◎ ^亦

^{東 自 様 様}

¹

^{◎ ◎◎ ◎}

^◎

ステッピングモータへ

(白)

川力

9

(赤 )

(A I ) CND

‑

( A)^ J

J

‑

〈 C I OOV山力

･･･J‑ビットホ号

(b) t='ソWt1位

城内征治 ･堀内蕃輔

これを制御モジュール と称す る. しか し,全 くブラックボ ックス としてしま うことは望まし くないので, プラステ ィックケースにコソパ ク トに埋め込み,回路の様子が理解できるよ う に設計 した.制御モジュールの概観 とモジュールのピソ配置を図

9

ュールは多数台必要なため, プ リソ ト基板化を行 って対処 した.

ユーザーは制御モジュールの適当などソ位置 と中継器を接続 し

,CASL

4 . む す ぴ

アセンブ リ言語の習得を志す初心者に とってのソフ ト･‑ー ド両面での一貫 した教育 シス テムを開発 し,それが教育用 として十分満足い く結果を得たことを報告 した.

本 システムの特色のひ とつは‑‑ ド部分のモジュール化であ り,上述の実験対象以外の制 御 も, このモジュール部分を適宜構成 してい くことにより可能 となる.当初は初心者教育の

ためのシステムとして開発 したが, さらに,高度な分野への発展 も考慮できよう.

おわ りに,本 システムの構築に当たっては,本校機械工学科情報研究室に在籍 した花石昌 文 (現長野富士通 ソフ り ･千原隆夫 (現富士通)両君の努力が大 きい. ここに深 く感謝の 意を表する.

参 考 文 献

(1)山之上 ･風間 ･堀内 :機械技術者のためのマイコソ制御入門,日刊工業新聞社

(1 9 8 3 )

I / 0:ROM

( 1 9 8 4 ,γol .