「天文屋のためのマイコン入門」バンクとは

PIC16F88のレジスタは、実は512個あります。レジスタファイルの制限は128個でしたね。実に４倍もオーバーしています。そのからくりはバンクという概念にあります。

バンクを理解する方法として２通りの理解の仕方があります。初めにページという概念でバンクを理解してみましょう。バンクはページと思ってください。

何かの本である記述がある場所を指定するのに、何ページ目の何行目という言い方をします。バンクもこれと同じです。512個のレジスタは４つのレジスタファイルに分かれています。これをバンクといいます。つまりページです。そして各ページの行数に相当するのが番地というわけです。

すなわち、レジスタファイルは、4ページからなる本と考えればよいです。あるレジスタを指定するには、まずページ番号（バンク番号）を指定します。次に番地を指定します。

このようにレジスタを指定するのに２段階を要するので面倒であることは確かですが、これでたくさんのレジスタを扱うことができます。

ところで、番地は命令の中で指定するので良いとして（MOVFW　５のように）ページ番号はどこで指定するのでしょうか？　実はこれもレジスタに値を書き込むことによって指定します。この特別なレジスタをSTATUS（ステータス）レジスタといいます。

STATUSレジスタはレジスタファイルの中にあり、番地は3番地と決まっています。

さて、たとえば、2ページ目のレジスタファイルの5番地に値を書き込みたい場合は、まずスSTATUSレジスタにページ番号２を書き込み、さらに5番地のレジスタに目的の値を書き込みます。

STATUS　←　2ページ目
MOVWF  5

STATUSレジスタの値によって、MOVWF 5の指し示すレジスタがまったく違うものになることに注意してください。

STATUSレジスタが1ページ目を指定しているなら、それは1ページ目のレジスタファイルの5番地のことですが、2ページ目を指定しているなら、2ページ目のレジスタファイルの5番地ということです。番地が同じでもページが異なればまったく別のものになります。

STATUSレジスタにページ番号を書き込んだら、それは次に別のページ番号に書き換わるまで有効です。ですからページ番号が同じなら、いちいちレジスタアクセスの度にSTATUSレジスタの書き換えを行う必要はありません。またレジスタアクセスの直前にページ番号を書き込む必要もありません。

たとえば、0ページ目の12番地と13番地に値を書き込みたい場合は、

STATUS ←　0ページ目
MOVWF  12
STATUS ←　0ページ目
MOVWF  13

とする必要はなく、

STATUS ←　0ページ目
MOVWF 12
MOVWF 13

で良いわけです。

プログラマはあるレジスタにアクセスしたい場合は、常にSTATUSレジスタが今、何ページ目を指しているか意識する必要があります。これはけっこうな負担です。

このバンクという概念は大昔のマイコンによく採用された方法ですが、現在のマイコンは少ないです。PICの場合、システム規模が小さいため、このような方式をとらざるを得なかったのでしょう。ですから、PICマイコンは小さいから簡単だという単純な話にはならないです。むしろ難しい方の分類に入るかもしれません。（ただしハード的には簡単）

さて、STATUSレジスタにページ番号を指定する方法ですが、実はこれがやっかいです。次回、その方法を説明します。