Motorola 680x0

MC680x0/680x0/0x0/m68k/68k/68K je  rodina mikroprocesorů CISC společnosti Motorola , hlavní konkurent procesorů rodiny Intel x86 v osobních počítačích 80. a první poloviny 90. let. Poté, co se tato rodina přestala používat jako základ osobních počítačů na počátku 21. století, je tato rodina nadále využívána v sektoru embedded řešení (ačkoli tato rodina je pro tento sektor také zastaralá, protože mnoho společností vyrábí cenově dostupnější a produktivnější procesory/řadiče : ARM (zejména STM32 ), AVR32 , PIC32 (aka MIPS ) a další založené na architekturách RISC ). Je charakteristické, že nejnovější řada mikrokontrolérů DragonBall MX (později přejmenovaná na i.MX a známá také jako MC9328MX) je navržena pro stejné aplikace jako raná řada DragonBall , ale je založena na procesorovém jádru ARM9 nebo ARM11 namísto Motorola 68000.

Rozsah

Řada procesorů m68k byla použita v systémech od kalkulátorů Texas Instruments ( TI-89 Titanium , TI-92, Voyage 200), vojenských komunikačních terminálů US Navy AN/USQ-83 [ 1] až po kritické řídicí systémy . [2]

Mnoho platforem osobních počítačů bylo postaveno na procesorech m68k , z nichž nejznámější jsou: Apple Macintosh , Commodore Amiga a Atari ST . Je třeba poznamenat, že populární Palm PDA také zpočátku používalo procesory Motorola .

Pro rok 2020 se na základě starších modelů této oblíbené [3] [4] řady procesorů (nejčastěji používané Freescale ColdFire v5x a DragonBall ) navrhují především embedded řešení. Architektura m68k je podporována systémy Debian Linux [5] , NetBSD (amiga, atari, cesfic, hp300, luna68k, mac68k, mvme68k, news68k, next68k, sun3, x68k) [6] a OpenBSD (amiga [ 7] a mac68k ] ), také linuxové distribuce někdy vytvářejí a aktualizují nadšenci [9] . Proprietární AmigaOS 4 a MorphOS podporují architekturu m68k na úrovni emulace JIT . Klasický AmigaOS pro m68k je také aktualizován: 1. října 2018 Hyperion Entertainment vydal [10] AmigaOS 3.1.4 a 30. června 2019 vydal [11] [12] aktualizovaný AmigaOS 3.1.4.1, který se prodává prostřednictvím dealerské sítě pro rok 2020 [13] . V roce 2020 začal vývoj na AmigaOS 3.2 pro klasickou Amiga m68k [14] architekturu .

Architektura

M68k assembler je podobný PDP-11 a VAX shromáždění . Navzdory výjimce oddělování obecných registrů na specializované adresní a datové registry je architektura 68000 v mnoha ohledech 32bitovou verzí PDP-11. Přestože instrukční sada od začátku popisuje 32bitový stroj, první generace procesorů (před 68020) měla 16bitovou ALU, proto se někdy uvádí, že procesor má smíšený 16/32bitový počet. Přitom 32bitové datové příkazy byly prováděny ve více krocích s 16bitovou ALU, ale adresovací jednotka byla hned 32bitová, takže indexování paměti a výpočty adres od samého počátku neutrpěly na rychlosti. Když byla ALU v 68020 provedena jako 32bitová, nemuselo se se stávajícím kódem nic dělat, aby běžela "plnou 32bitovou rychlostí".

Instrukční sada je výrazně „ortogonálnější“ než mnoho dřívějších procesorů (jako i8080 ). V praxi to znamená, že je možné libovolně kombinovat operace a operandy s veškerou bohatostí režimů adresování, aniž byste museli přemýšlet o omezeních kompatibility konkrétní operace a sady operandů. Tato funkce výrazně usnadňuje programování v 68k assembleru, přibližuje jej do určité míry jazykům na vysoké úrovni a také značně usnadňuje tvorbu kódu pomocí kompilátorů.

68k instrukce lze rozdělit do několika velkých skupin:

• Operace s pamětí (Load & store - Move.B, Move.W, Move.L);
• Aritmetika (Add, Sub, Mul, Div);
• Bitový posun (doleva a doprava, logický a aritmetický);
• Cyklické bitové posuny (ROR, ROL, ROXL, ROXR);
• Logické operace (And, Or, Not, Eor);
• Převod typu ( byte na slovo a naopak);
• Podmíněné a nepodmíněné větvení (Bra, BCS, BEq, BNE, BHI, BLO, BMI, BPL atd.);
• Volání podprogramu a návrat z nich (BSR, RTS);
• Správa zásobníku (push, pop);
• Volání a zpracování přerušení;
• Ošetření chyb a výjimek.

Procesory rodiny Motorola 68k

• První generace

• • Motorola 68000 - 32bitová architektura, ale 16bitová ALU; 68000 tranzistorů; 16bitová datová sběrnice/24bitová adresová sběrnice; frekvence 8-16 MHz; 64 nebo 68 pinů.
    • DIP verze
      • Motorola 68000L
      • Motorola 68000L8
      • Motorola 68HC000P8
      • Motorola 68000P8
      • Motorola 68000P12
      • Motorola 68000P12F
      • Motorola 68HC000P12F
    • PGA verze
      • Motorola 68HC000RC10
      • Motorola 68000R12
    • verze PLCC
      • Motorola 68000FN8
      • Motorola 68HC000FN8
      • Motorola 68000FN10
      • Motorola 68HC000FN12
      • Motorola 68HC000FN12F
      • Motorola 68EC000FN16
      • Motorola 68HC000FN16
  • Motorola 68008 - 32bitová architektura, ale 16bitová ALU; 70 000 tranzistorů; 8bitová datová sběrnice/20bitová adresová sběrnice; frekvence 8-10 MHz; 48 kontaktů.
  • Motorola 68010 - 32bitová architektura, ale 16bitová ALU; vylepšení MC68000; 84000 tranzistorů; 16bitová datová sběrnice/24bitová adresová sběrnice; frekvence 8-12 MHz; 64 nebo 68 pinů.
  • Motorola 68012
• Druhá generace (plně 32bitové jádro)

• • Motorola 68020
  • Motorola 68EC020
  • Motorola 68030
  • Motorola 68EC030
• Třetí generace ( dopravník )

• • Motorola 68040
  • Motorola 68EC040
  • Motorola 68LC040
• Čtvrtá generace ( superskalární )

• • Motorola 68060
  • Motorola 68EC060
  • Motorola 68LC060
• Rodiny - potomci m68k
  • Motorola CPU32 (také známý jako Motorola 68330)
  • Motorola 68360 (také známý jako QUICC )
  • studený oheň
  • Motorola Dragon Ball

Počítače založené na těchto procesorech

Amiga

• Počítače založené na čipové sadě OCS
• Počítače založené na čipové sadě ECS
• Počítače založené na čipové sadě AGA
• Otevřený hardware Minimig a další podobné projekty

Apple

• Lisa/Lisa 2/Mac XL
• Počítače řady Macintosh / Macintosh SE / Macintosh II
• Počítače řady Perfoma
• Počítače řady PowerBook
• Počítače řady Apple Workgroup Server

Atari

• Atari ST (68000)
• Atari Falcon (68030)

ostrý

• Sharp X68000

Sinclair Research

• Sinclair QL

Slunce

• Ne-1
• Ne-2
• Ne-3
• Ne - 3x

Sovětské počítače

• Besta (68020)

Herní systémy (set-top boxy a automaty) založené na těchto procesorech

Sega

• Genesis/Genesis II/Mega Drive/Mega Drive II (68000)
• Mega CD (68000)
• Nomad (68000)

SNK

• Neo Geo AES (68000)
• Neo Geo MVS (68000)

Capcom

• CPS (systém hry Capcom) (68000)
• CPSC (Capcom power system changer) (68000)

Emulátory

Existují softwarové emulátory jak pro procesory MC68k, tak pro konkrétní systémy na nich založené:

• EASY68K
• ide68k

Poznámky

1. ↑ Jane's Military Communications.  (anglicky) / Editoval RJ Raggett. — 8. vyd. - L.: Jane's Information Group , 1987. - S.477 - 894 s. — ISBN 0-7106-0839-X .
2. ↑ Počítače ve vesmíru: Zkušenosti NASA . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 2. prosince 2021. (neurčitý)
3. ↑ Silvaco's IP nabízí oblíbené 32/6/8bitové vestavěné procesory . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 26. prosince 2020. (neurčitý)
4. ↑ Integrovaný mikroprocesor MCF5235 ColdFire® V2 kombinuje oblíbené jádro ColdFire V2 . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 23. ledna 2021. (neurčitý)
5. ↑ Debian na platformě Motorola 680x0 . Získáno 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 28. dubna 2019. (neurčitý)
6. ↑ Architektury CPU NetBSD . Získáno 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 27. února 2021. (neurčitý)
7. ↑ OpenBSD Amiga . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 22. prosince 2020. (neurčitý)
8. ↑ OpenBSD mac68k . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 22. prosince 2020. (neurčitý)
9. ↑ Linux na Amize . Získáno 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 25. dubna 2021. (neurčitý)
10. ↑ AmigaOS 3.1.4 Oficiální aktualizace, na kterou jste čekali. . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 10. prosince 2020. (neurčitý)
11. ↑ Vydána aktualizace na AmigaOS 3.1.4 . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 7. listopadu 2020. (neurčitý)
12. ↑ AmigaOS 3.1.4 classic 68k . Získáno 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 9. června 2019. (neurčitý)
13. ↑ Seznam prodejců Hyperion . Získáno 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 30. října 2020. (neurčitý)
14. ↑ AmigaOS 3.2 za 68k již brzy . Staženo 3. prosince 2020. Archivováno z originálu dne 24. ledna 2020. (neurčitý)