Question

我想有兴趣为Z80处理器编写自己的简单模拟器。我对这种类型的编程没有经验。使用基于C语言的我很好，因为他们是我最熟悉的语言。

我需要做些什么以及哪些好的教程/参考资料可以帮助我完成这个项目？

我还想要一个为我的TI-84 Plus计算器编写ROM转储应用程序的教程，这样我就可以将它的ROM用于这个模拟器。

Answer 1

这是一次侧面旅行，但由于您说您没有使用此类编程的经验，您可能需要从Universal Virtual Machine为2006 ICFP programming contest构建模拟器。这项任务需要有经验的程序员90分钟，但许多没有经验的团队能够在几天内完成它。当你完成模拟器时，它解锁了一堆有趣的东西，在你解决Z80之前它可能是一个很好的热身。

Answer 2

或许首先看看这些：

可在此处找到一个好的教程：Independent Z80 Assembly Guide

Z80 DOCUMENTATION

The Undocumented Z80 Documented v0.91（pdf）

The Complete Z80 Instruction Reference

Z80 Microprocessor Instruction Set Summary

Answer 3

要添加的一些内容（特别是对于Z80）：

不要相信文档是100％无错误的

我没有看到任何没有错误，包括这里提到的错误。
正确测试您的CPU核心

它可以让你免于许多头痛和困惑。

为了测试，我使用了三种方法：

对已知代码进行步进/跟踪（通常是注释ROM反汇编）

这是没有任何作用的第一步。您将看到严格（解）编码的指令。
在您的模拟器中包含不同的Z80内核并将所有内容作为双重模拟进行处理

使用相同的步进，跟踪和运行系统制作两个“分离的”模拟器。两个CPU都应该有自己的内存硬件等。
- 运行仿真器，并在每条指令比较寄存器和直接存储器位置，如[hl],[sp],[sp-1] ...
- 在第一个差异停止，看看是什么指示导致它。
  调试它并继续，直到你“无错误”。当心第二个核心也可能有问题，所以请谨慎调试。

当你更可运行时使用核心测试人员

使用ZEXALL Exerciser。这是 Z80 的最佳选择（至少从我的经验来看）。它帮助了我很多东西（我的核心现在是100％与ZEXALL兼容）。这是针对真实硬件完成的，因此没有错误。它来自 CP/M ，因此某些版本需要 64K RAM模式才能运行。不同的 OS / ROM 或任何可能导致某些内存访问指令失败的内容，因此对于那些需要找到更正的CRC或与真实硬件进行比较的人。

例如，原始 ZEXALL 在 ZX Spectrum 上失败很多（因为它是针对 MSX 和 64K RAM strong>没有 ROM ），但有真正 ZX Spectrum 的版本， ZX Spectrum 100％确定 strong>（在我的模拟器上也是:)）

Z80all instruction exerciser <adc,sbc> hl,<bc,de,hl,sp>...OK add hl,<bc,de,hl,sp>.........OK add ix,<bc,de,ix,sp>.........OK add iy,<bc,de,iy,sp>.........OK aluop a,nn...................OK aluop a,<b,c,d,e,h,l,(hl),a>.OK aluop a,<ixh,ixl,iyh,iyl>....OK aluop a,(<ix,iy>+1)..........OK bit n,(<ix,iy>+1)............OK bit n,<b,c,d,e,h,l,(hl),a>...OK cpd<r>.......................OK cpi<r>.......................OK <daa,cpl,scf,ccf>............OK <inc,dec> a..................OK <inc,dec> b..................OK <inc,dec> bc.................OK <inc,dec> c..................OK <inc,dec> d..................OK <inc,dec> de.................OK <inc,dec> e..................OK <inc,dec> h..................OK <inc,dec> hl.................OK <inc,dec> ix.................OK <inc,dec> iy.................OK <inc,dec> l..................OK <inc,dec> (hl)...............OK <inc,dec> sp.................OK <inc,dec> (<ix,iy>+1)........OK <inc,dec> ixh................OK <inc,dec> ixl................OK <inc,dec> iyh...............OK <inc,dec> iyl................OK ld <bc,de>,(nnnn)............OK ld hl,(nnnn).................OK ld sp,(nnnn).................OK ld <ix,iy>,(nnnn)............OK ld (nnnn),<bc,de>............OK ld (nnnn),hl.................OK ld (nnnn),sp.................OK ld (nnnn),<ix,iy>............OK ld <bc,de,hl,sp>,nnnn........OK ld <ix,iy>,nnnn..............OK ld a,<(bc),(de)>.............OK ld <b,c,d,e,h,l,(hl),a>,nn...OK ld (<ix,iy>+1),nn............OK ld <b,c,d,e>,(<ix,iy>+1).....OK ld <h,l>,(<ix,iy>+1).........OK ld a,(<ix,iy>+1).............OK ld <ixh,ixl,iyh,iyl>,nn......OK ld <bcdehla>,<bcdehla>.......OK ld <bcdexya>,<bcdexya>.......OK ld a,(nnnn) / ld (nnnn),a....OK ldd<r> (1)...................OK ldd<r> (2)...................OK ldi<r> (1)...................OK ldi<r> (2)...................OK neg..........................OK <rrd,rld>....................OK <rlca,rrca,rla,rra>..........OK shf/rot (<ix,iy>+1)..........OK shf/rot <b,c,d,e,h,l,(hl),a>.OK <set,res> n,<bcdehl(hl)a>....OK <set,res> n,(<ix,iy>+1)......OK ld (<ix,iy>+1),<b,c,d,e>.....OK ld (<ix,iy>+1),<h,l>.........OK ld (<ix,iy>+1),a.............OK ld (<bc,de>),a...............OK Tests complete

如果您要使用 ZEXALL ，请注意它是非常详尽的测试，并且〜50MHz 仿真 IIRC 它需要{{1最小化完成。它需要按一个键才能滚动几次......

如果您需要争用模型，请添加适当的测试。然后找一个。对于 ZX Spectrum ，有许多浮动总线，中断和屏幕测试器。对于 TI 我不知道......（我不是 TI 计算器用户）

BTW：你的模拟器怎么样？（你做过吗？）

指令集

我会复制我的指令集，但它有1792行和121 KB，所以它不符合30 KB的限制。相反，你可以在我的这个答案的下载链接中找到它

What's the proper implementation for hardware emulation。

它包含带有正确 OP 代码，编码时序和机器周期的“全部” ZX 指令。我花了几年的时间来整理所有文档，所以我正确地传递了 ZEXALL 100％。我的模拟器将此（1792指令）文本文件加载到30-60上的核心并在运行时配置指令解码器和处理器，因此我能够非常快速和简单地更改内容（如果检测到错误）...它为我节省了很多时间。

Answer 4

米奇是完全正确的。首先要了解处理器。然后通过编写代码来实现特定指令。使用C ++，BTW，而不是C，或者处理器的概念不会映射到代码中的类。

在实现指令的过程中，您会发现需要定义标志和指令指针之类的内容。这应该最终将您带到您需要实现内存模型的位置，甚至是I / O模型。

您最终必须弄清楚如何将代码和数据加载到内存中，以及如何将其转储回磁盘。

只有这样才能在给定的指令指针处模拟执行加载到内存中的代码。

Answer 5

你似乎想要一个超过处理器的模拟器，但是对于一台完整的机器。您还需要模拟其余硬件，找到相关文档可能是等待您的更困难的任务。

根据您的目标，您可能希望从已存在的Z80仿真器开始。快速搜索提供了几个，但没有TI-84的模拟器。 simh，旧计算机仿真的框架已经模拟了Z80处理器，添加其余硬件的仿真应该比从头开始更容易。即使你不走那条路，也有一些可以帮助你的设计文件。

Answer 6

我建议你考虑首先为一个稍微简单但相关的CPU 8080编写一个模拟器。 Z80实际上相当复杂（多字节指令，更多寻址模式，索引寄存器等），而8080指令非常容易解码（您可以使用256条目查找表，作为一阶解决方案）。

如果您决定继续尝试使用Z80，那么您编写的用于控制程序（显示，数据输入，内存转储等）的所有代码都应该是可重用的，实际上您应该将用户界面设计为模拟处理器无关。

Answer 7

试着看一下Sega Master System和Game Gear模拟器（我很确定有些是开源的）。那些控制台有一个Z80作为CPU，和 ZX Spectrum也使用了http://www.worldofspectrum.org/emulators.html。

Answer 8

我在这里了解了所有关于Z80和计算器装配的知识：http://www.ticalc.org/programming/

用C或C ++编写图形化Z80仿真器

8 个答案: