| Motorola MC6800 | |
|---|---|
| procesor | |
| Mikroprocesor Motorola 6800 | |
| Výroba | 1974 |
| Výrobci |
|
| Frekvence CPU | 0,8-2 MHz |
| Produkční technologie | 6 um |
| Instrukční sady | 72 pokynů |
| Konektor | |
| Nuclei | |
| Motorola 6809 | |
Motorola 6800 je první 8bitový mikroprocesor společnosti Motorola . Jeho vývoj byl dokončen na počátku roku 1974, téměř současně s mikroprocesorem Intel 8080 . Jeho sériová výroba se však kvůli technologickým potížím rozběhla až po více než šesti měsících od zahájení dodávek 8080. To vedlo k tomu, že první populární mikropočítače byly vyrobeny na Intel 8080 .
Sada příkazů 6800 obsahuje 72 zdokumentovaných příkazů používajících 7 metod adresování a také několik nedokumentovaných zbytečných příkazů, z nichž pouze příkaz " Halt and Catch Fire " (HCF) je užitečný při odstraňování problémů s adresovou sběrnicí [1] . Může to být první mikroprocesor s indexovým registrem . Předpokládá se, že architektura procesoru 6800 je vypůjčena z PDP-11.
První verze čipu 6800 v roce 1974 obsahovala 4000 tranzistorů, ale technologie byla v porovnání s konkurencí zastaralá a míra výtěžnosti čipu ve výrobě byla nízká. Po 1,5 roce byl krystal přepracován na novější (depletion-mode) [1] technologii, která umožnila prudce zvýšit PVG a současně zvýšit taktovací frekvenci na 2 MHz, ale počet tranzistorů se zvýšil na 5000. Od Březen 1977 výroba vylepšené verze 6800 - procesor 6802. Nepotřeboval hlavní oscilátor 6875 a měl 128 bajtů RAM uvnitř krystalu, ale počet tranzistorů v něm již vzrostl na 11 tisíc. 6808 - odmítnutí 6802 bez RAM na čipu.
Zde skončil vývoj a historie samotného procesoru 6800. Mikrokontroléry, počínaje 6801, již měly rozšířenou sadu instrukcí a 6809, vyvinutý v roce 1979, je procesor nekompatibilní s instrukčními kódy, ačkoli pokud je k dispozici zdrojový kód, programy napsané pro 6800 jsou přeloženy pod 6809, což zjednodušuje upgrade.
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
|
A - Akumulátor A
B - Akumulátor B
X - Indexový registr
PC - Programové počítadlo
SP - Stack Ukazatel
CCR - Registr podmíněných kódů
6800 jako procesor pro počítače měl poměrně mírný úspěch pouze u mikropočítačů první vlny (1975-1978). Roli hrála nahodilost a subjektivní faktor – chybný marketing (6800 se zpočátku neprodávala v maloobchodě) a to, že se vývojáři procesorů Motorola v 70. letech neustále opožďovali. Krutý vtip sehráli bývalí vývojáři 6800, kteří zorganizovali vlastní společnost a v roce 1975 vydali mnohem levnější procesor MOS 6502 . Jeho agresivní marketing, přehnaná reklama a dumpingové ceny podstatně snížily používání 6800.
I když úspěch mikrokontrolérů řady 680x (které se stále vyrábí) dokázal, že architektura procesoru a jeho instrukční sada jsou poměrně konkurenceschopné. V roce 1977 6800 překonala 8080 na 2 MHz, ale ostatní konkurenti si vedli lépe, v té době se objevil 4 MHz Z80. 6800 pouze vydláždil cestu tomu, co se stalo nejlepším 8bitovým procesorem 6809 všech dob .
Procesor 6800, pokud byl výkonově nižší než procesor 8080, byl mírně horší. To opět ilustroval úspěšný bulharský počítač Pyldin-601 vytvořený koncem 80. let . V něm bulharský klon 6800, již o 15 let zastaralý, na frekvenci pouze 1 MHz, pracoval s grafikou 640 * 200 o nic pomaleji než podobné stroje se stejnou obrazovkou, ale s procesorem 8080 s taktem 2 MHz .
V polovině 70. let byly mikropočítače využívány především fandy. První mikropočítače byly prodávány poštou jako sada dílů pro vlastní montáž. Pro nezasvěcené byl takový počítač k ničemu a pro zkušené uživatele to byla v podstatě jen drahá hračka. První mikropočítače mohly uživateli nabídnout pouze Tiny BASIC [2] a na něm několik desítek jednoduchých textových her. Mikropočítače první vlny neměly v adresovém prostoru CPU paměť obrazovky (vystupují na terminál rychlostí 150 baudů), proto nemohly nabízet dynamické hry, výrazně horší než první domácí počítače v kvalitě a množství programů , konstruktivní pohodlí a cena.
6800 počítačů použitých jako procesor SWTPC 6800 , MITS Altair 680 (levná verze Altair 8800 ), Ohio Scientific , Gimix , Smoke Signal Broadcasting , Midwest Scientific a Newbear 77/68 a herní konzole APF MP1000 . Některé z těchto modelů byly pirátské klony. SWTPC 6800 byl nejrozvinutější a nejmasivnější , ale obecně platí, že procesory 8080 a 6502 zaujaly většinu trhu s takovými produkty.
Tyto počítače byly vyráběny polořemeslně v malých firmách o několika desítkách zaměstnanců a do roku 1978, kdy se objevily první sériově vyráběné průmyslové produkty (VIC-20, TRS-80, Apple-II), všechny tyto firmy kromě pro SWTPC zkrachovala a ukončila podnikání. Firma SWTPC vydržela až do počátku 80. let, i když kvůli tomu musel být procesor v počítači nahrazen výkonnějším 6809.
Kromě počítačů si 6800 našel v 70. letech cestu i do POS automatů, automobilů a arkádových automatů. Produkty na procesoru 6800 byly levnější než ty na procesoru 8080 , což bylo způsobeno přítomností 3 napájecích zdrojů v druhém uvedeném, velkým počtem rámovacích LSI a skutečností, že kód 8080 byl méně kompaktní, což bylo důležité s vysokým cena RAM a ROM. Ale za stejnou přístupovou dobu RAM poskytoval Intel 8080 lepší výkon.
Další vývoj příkazového systému 6800 je spojen s mikrokontroléry. Na tomto trhu uspěly mikrokontroléry odvozené od 6800.
6802 je procesor, ale přítomnost RAM uvnitř krystalu umožnila jeho použití jako dvoučipového mikrokontroléru, pro který fungoval v tandemu s 6846 obsahujícím ROM, časovač a porty.
Mikrokontroléry 6801, 6803 a 6805 lze stále klasifikovat jako procesory 6800, i když se liší od 6800/6802 přítomností dalších příkazů, lze je však použít jako procesor a postavit na nich počítač, který je plně kompatibilní s 6800 Následné mikrokontroléry založené na 6800 již nejsou kompatibilní, mají jinou architekturu a přísně vzato by neměly být součástí rodiny 6800.
Vývoj jednočipového mikrokontroléru 6801 byl dokončen současně s mikrokontrolérem 6802. Kombinoval na jediném čipu vylepšenou verzi 6802 (přibylo 10 nových příkazů včetně hardwarového násobení) s vnitřním generátorem, 2 kB ROM, 128bajtová RAM, sériové rozhraní, jeden 16bitový časovač a 29 I/O portů. A 6803 je varianta 6801 s externí ROM. První zkušenost s použitím 6801 v ovladači automobilu se ukázala jako neúspěšná - ovladač výrazně zvýšil cenu automobilu. Vysoká cena první 6801 byla způsobena technologickými problémy kvůli velkému počtu tranzistorů na čipu (bylo jich 35 000, což je více než u 8086 a 8088). Pro nápravu situace byla v roce 1979 vydána zjednodušená verze 6801, původně vyvinutá jako „nízkonákladová“, pod názvem 6805 , která byla díky nízké ceně hojně používána (a dodnes se vyrábí jako 68HC05).
Ale ani 6801 nebylo opuštěno. Počátkem 80. let byl jeho krystal přepracován podle nové technologie, což umožnilo v nové verzi 6801 / U4 nejen mnohonásobně snížit cenu, ale zároveň výrazně zlepšit parametry. Hitachi vydala pokročilejší klon 6801, který má navíc. příkazy pod označením HD63x01 (x - A / B / C - znamenají hodinovou frekvenci), a pak - a zcela vlastní procesor HD63x03 (již v DIP 64), který přidal dva paralelní porty, druhý časovač, zdvojnásobil RAM a ROM, představil režimy úspory energie. Oba japonské procesory spouštějí instrukce v méně cyklech.
V roce 1985 byl k mikrokontroléru 6801 přidán druhý indexový registr a bitové operace byly vylepšeny. Tento mikrokontrolér s názvem 68HC11 se vyráběl v mnoha variacích (a stále se vyrábí), i když kvůli přítomnosti druhého indexového registru je logičtější považovat jej za derivát 6809. Na počátku 90. let 68HC08 nahradil 68HC05 . V roce 1995 byl MC68HC12 vyvinut z MC68HC11 . Ale všechny tyto mikrokontroléry jsou příbuzné 6800 pouze původem a mají odlišnou architekturu a příkazový systém.
Mikrokontroléry odvozené od 6800 byly široce používány v automobilovém průmyslu, kontrolérech průmyslových zařízení (robotické výrobní linky) a mikrokontrolér 6803 byl v roce 1983 použit jako CPU v domácím počítači TRS-80 MC-10 a v jeho evropském klonu Matra Alice (jako stejně jako v pokročilejších verzích Alice 32 a Alice 90 ).
NRB vyrobila kompletní klon procesoru 6800 s názvem CM601, který byl použit v průmyslových kontrolérech a jednom domácím počítači. Japonská společnost Hitachi kromě vydávání klonů mikroprocesorů Motorola v licenci vyvinula vlastní vylepšené verze - Hitachi 6301 a Hitachi 6303 s rozšířenou sadou instrukcí, které dokázaly spouštět kód napsaný pro 6800.
Na základě 6800 byly vyvinuty jednočipové ovladače Freescale 68HC08 , Freescale 68HC11 a Freescale 68HC12 .