Motorola 6809 - Motorola 6809

Motorola 6809
1 МГц Motorola 6809P процессоры, бұл C65P маска жиынтығы, 1992 жылдың оныншы аптасында шығарылған
Негізгі ақпарат
Іске қосылды1978; 42 жыл бұрын (1978)
Жалпы өндірушілер (лер)
Өнімділік
Деректер ені8
Мекен-жайдың ені16
Сәулет және классификация
Нұсқаулық жиынтығы6809
Нұсқаулық59
Физикалық сипаттамалары
Транзисторлар
  • 9,000
Пакет (тер)
  • 40 істікшелі DIP

The Motorola 6809 ("алпыс сегіз-о-тоғыз«) - бұл 8 бит микропроцессор Орталық Есептеуіш Бөлім кейбірімен 16 бит ерекшеліктері Motorola. Оны Терри Риттер мен Джоэл Бони әзірледі және 1978 жылы енгізілді. Оның алдыңғы нұсқасы - Motorola 6800 және онымен байланысты MOS технологиясы 6502, ол қолдануды тапты TRS-80 түсті компьютер және Айдаһар 32/64 үйдегі компьютерлер Vectrex ойын жүйесі және 1980 жылдардың басында аркада машиналары Жұлдызды соғыстар, Қорғаушы, Роботрон: 2084, Джуст, және Гирусс. II сериясы Жарық CMI сандық аудио жұмыс орны және Konami's Уақыттық ұшқыш '84 аркада ойыны әрқайсысында екі еселенген 6809 процессор қолданылады.[1]

Басқа 8-биттік процессорлардан айырмашылығы, 6809 позицияға тәуелді емес кодты және қайта бағыттау кодын тікелей жолмен береді. Бұл алғашқылардың бірі болды[бұлыңғыр ] аппараттық көбейту нұсқаулығы бар микропроцессорлар, және ол толық 16 биттік арифметиканы және жылдамды қамтиды үзу жүйе.

Сипаттама

Көрсетілген 6809 бағдарламалау моделі процессор регистрлері

6809 екі 8 битті қолданады аккумуляторлар (А және В), оны біртұтасқа біріктіруге болады 16 бит тіркелу (D), екі 16 биттік индекс регистрлері (X және Y), және екі 16 биттік стек көрсеткіштері. Индекс және стек регистрлері кеңейтілген мүмкіндік береді мекенжай режимдері. Бағдарлама есептегіші салыстырмалы адрестеу мүмкіндік береді позицияға тәуелсіз код, ал пайдаланушы стекінің көрсеткіші (U) жеңілдетеді қайта келу код.

6809 құрастырушы болып табылады дерек көзімен үйлесімді 6800-де, бірақ 6800-де 6809 59-қа 78 нұсқаулық бар. Кейбір нұсқаулар жалпы нұсқаулармен ауыстырылды құрастырушы эквивалентті операцияларға аударады, ал кейбіреулері тіпті ауыстырылды мекенжай режимдері. The нұсқаулар жинағы және тіркеуші толықтыру өте жоғары ортогоналды, 6809 бағдарламасын замандастарына қарағанда жеңілдетеді. 6800 сияқты, 6809-да лақап атқа ие болған құжатсыз мекен-жай шинасын тексеру нұсқауы бар Halt and Catch Fire (HCF).[2]

6809 ішкі дизайны қарапайым, қарапайым емесмикрокодталған Процессордың дизайны. Көптеген 8-биттік микропроцессорлар сияқты, 6809 енгізу де a тіркеу-аудару деңгейі орталықты қолданатын машина ПЛА декодтау бойынша нұсқаулықтың көп бөлігін, сондай-ақ реттіліктің бөліктерін жүзеге асыру.

6809 а екі фазалы сағат ысырмаларды қақпаға шығару үшін. Бұл екі фазалық сағат циклі осы процессорларда машинаның толық циклі ретінде қолданылады. Қарапайым нұсқаулар екі немесе үш циклда орындалуы мүмкін.

Салыстыру үшін, жоғары ажыратымдылық күйіндегі машина Zilog Z80 бірдей жиіліктегі жад микросхемаларымен сағат жиіліктерінің 3-5 есе жоғары болуына мүмкіндік береді, бұл көбінесе шектеуші фактор болды. Себебі Z80 екі толық (бірақ қысқа) сағат циклдарын а-ға біріктіреді салыстырмалы түрде 6809 орнына асинхронды болғанымен, жадыға қол жеткізудің ұзақ кезеңі салыстырмалы түрде жадқа қол жеткізудің қысқа уақыты. Нұсқа мен жылдамдық деңгейіне байланысты, бір сағаттық циклдің шамамен 40-60% -ы әдетте 6800, 6502 немесе 6809 нөмірлерінде жадқа қол жетімді.

6809-да ішкі екі фазалы сағат генераторы бар (тек сыртқы кристалл қажет), ал 6809E-ге сыртқы сағат генераторы қажет. 68A09 (E) және 68B09 (E) сияқты нұсқалары бар; ішкі әріп процессордың номиналды жылдамдығын көрсетеді.

Тарих

Өл Motorola 6809

6809 дизайнының негізгі аспектісі мүмкіндік береді позицияға тәуелсіз код. Дизайн тобы болашақ жүйелік интеграторлар жалпы тапсырмаларды орындау үшін ROM-дағы кодты іздейді деп сенді. Сияқты әдеттегі кітапханалар өзгермелі нүкте арифметика, графикалық примитивтер, Lempel-Ziv компрессиялары және басқалары лицензиялануы, теңшелетін кодпен бірге жинақталуы және ROM-да жазылуы мүмкін.[a] Үлкенірек мысалы Motorola компаниясының 6809 бағдарламалау нұсқаулығында келтірілген,[3] онда толық тізім бар 09, деп аталатын монитор, ROM-да жағуға арналған миниатюралық операциялық жүйе.

Мұндай «таңдау және орналастыру» бағдарламалау ортасында кодтың ROM-да қайда түсетінін болжаудың ешқандай мүмкіндігі болмады. Жадтағы басқа орындарға сілтеме жасайтын кез-келген нұсқаулар, әдетте, орналасудағы осы өзгерістерді көрсету үшін өзгертілуі керек. Керісінше, 6809 кодты өзгертусіз жадтың кез келген жеріне орналастыруға мүмкіндік береді. 6809 дизайны сонымен қатар қолдауға бағытталған қайта келу әр түрлі бағдарламалардан бір мезгілде қоңырау шалып, олардың арасындағы үйлестіруге алаңдамай немесе өзін-өзі шақыра алатын код, код.

Алдын ала айналдырылған ROM модульдерінің нарығы ешқашан іске аспады: Motorola-дың жалғыз шығарылған мысалы MC6839 өзгермелі нүктесі болды. Жалпы сала автоматты түрде орын ауыстыратын байланыстырғыштар мен тиегіштерді пайдалану арқылы код көздерін бөлек көздерден біріктіру мәселесін шешті - бұл қазіргі кезде де шешім болып табылады. Дегенмен, дизайн тобы қабылдаған шешімдер сияқты көп қолданушыға, көп тапсырмалық операциялық жүйелерге мүмкіндік берді OS-9 және UniFlex.

Нұсқалар

Motorola 6809 бастапқыда 1-де шығарылғанМГц, 1,5 МГц (68A09) және 2 МГц (68B09) жылдамдықтары. Жылдам нұсқаларын кейінірек Хитачи шығарды. Жақсаруы аз болғанымен, 6809 Motorola 8 биттік процессорларының эволюциясын аяқтайды; Motorola болашақ 8-биттік өнімдер 8000 биттік деректердің 68000 нұсқасына негізделеді деп жоспарлаған ( 68008 ). Аздап өзгертілген нұсқаулар жиынтығы бар микроконтроллер нұсқасы 6811, ХХІ ғасырдың екінші онжылдығында-ақ тоқтатылды.

The Хитачи 6309 6809-дің қосымша регистрлері мен қосымша нұсқаулықтары, оның ішінде блокты жылжыту, қосымша көбейту нұсқаулары және бөлу бар жақсартылған нұсқасы.

Пайдаланыңыз

SuperPET SP9000
Vectrex үйдегі бейне ойын консолі
TRS-80 түсті компьютер

6809 Commodore-дің қос процессорында қолданылады SuperPET компьютер, және оның 68А09 түрінде, бірегей векторлық графикада негізделген Vectrex үй бейне ойын консолі кіріктірілген экрандық дисплеймен және Milton Bradley Expansion (MBX) жүйесінде (Texas Instruments TI-99 / 4A үй компьютерімен пайдалануға арналған аркада консолі). 6809E - бұл процессор TRS-80 түсті компьютер, Acorn жүйесі 2, 3 және 4 компьютерлер (олардың стандартына қосымша балама ретінде) 6502 ), Fujitsu FM-7, Canon CX-1, Уэльс - жасалған Айдаһар 32/64 үйдегі компьютерлер және SWTPC, Gimix, түтіндік сигнал тарату және т.б. SS-50 автобусы шиналық жүйелер, сонымен қатар бірнеше Motorola EXORmacs және EXORset дамыту жүйелері. Францияда, Thomson micro-informatique 6809E негізінде микро-компьютерлер сериясын шығарды (TO7, TO7 / 70, TO8, TO8D, TO9, TO9Plus, MO5, MO6, MO5E және MO5NR).

Үй компьютерлері мен ойын консольдарынан басқа, 6809 1980-ші жылдардың басынан бастап ортасына дейін шығарылған бірқатар аркада ойындарында кездеседі. Williams Electronics орналастырылған процессордың өнімді пайдаланушысы болды Қорғаушы, Жұлдыздар қақпасы, Джуст, Роботрон: 2084, Қаралы, және басқа ойындар. 6809 процессоры табыстың өзегін құрайды Williams Pinball контроллері. KONAMI-1 модификацияланған 6809 болып табылады Конами жылы Roc'n Rope, Гирусс, және Симпсондар.[4]

6809 процессоры да қолданылған қозғалыс сигналы 1980 жылдары бірнеше түрлі өндірушілер жасаған контроллерлер.[5]

Бағдарламалық жасақтама жасаушы компания Микротерапия түпнұсқасын әзірледі OS-9 операциялық жүйе (соңғы нұсқасымен шатастыруға болмайды) Mac OS 9 6809 үшін, кейінірек оны микропроцессорлардың 68000 және i386 серияларына көшіреді. Бірнеше жылдан кейін энтузиастар NitrOS9 амалдық жүйесін Microware OS9 түпнұсқасы негізінде жасады.

II серия Жарық CMI (компьютерлік музыкалық аспап) екі дана 6809 процессор және ОС9 пайдаланды, сонымен қатар бір дауыстық картаға бір 6809 процессор қолданды. 6809 көбінесе Оберхайм (Xpander, Matrix 6/12/1000), PPG (Wave 2 / 2.2 / 2.3, Waveterm A) және Ensoniq (Mirage sampler, SDP-1, ESQ1, SQ80). Соңғысы 6809E-ді негізгі процессор ретінде пайдаланды. (E) нұсқасы сол машиналардағы микропроцессорлық сағатты дыбыстық чипке (Ensoniq 5503 DOC) синхрондау мақсатында қолданылды; ESQ1 және SQ80-де DOC чипіне қол жеткізу кезінде шинаның 1 МГц уақытын қамтамасыз ету үшін арнайы арбитр логикасын қажет ететін 68B09E пайдаланылды.

Хитачи өзінің 6809 негізіндегі MB6890 және кейінірек S1 машиналарын шығарды. Бұлар, ең алдымен, Жапония нарығына арналған, бірақ кейбіреулері экспортталды және сатылды Австралия. Онда MB6890 «шабдалы» деп аталды, мүмкін, оның танымалдылығына ирониялық сілтеме жасау керек Apple II. S1 оның құрамымен ерекшеленді пейджинг 6809 құрылғысы 64-ті кеңейтетін жабдық килобайт (64×210 байт ) адресті толық 1-ге дейін мегабайт (1×220 байт) 4 Кбайт бетте. Бұл өндірілген машиналарға ұқсас болды SWTPC, Gimix және басқа бірнеше жеткізушілер. TSC Unix тәрізді операциялық жүйені шығарды uniFlex тек осындай машиналарда жұмыс істейтін. OS-9 II деңгей, сондай-ақ осындай жадыны басқарудың мүмкіндіктерін пайдаланды. 64 КБ-тан астам жады мекен-жайы бар сол уақыттағы көптеген компьютерлер шектеулі болды банктік коммутация Мұнда 64 КБ-ның барлығы жадының басқа бөліміне ауыстырылған жоқ, дегенмен 6809 жағдайында Motorola өздерінің MC6829-ын ұсынды. ММУ жобалық картада 2 мегабайт (2 × 2)20 байт ) 2 Кбайт бетте.[6]

Бірінші Macintosh прототипі, сыммен оралған арқылы Беррелл Смит, құрамында 6809.[7]

6809 1980-ші жылдардың ортасында 2000-шы жылдардың басында Motorola SMARTNET және SMARTZONE транкингтік орталық контроллерлерінде қолданылды («6809 контроллері» деп аталған). Бұл контроллерлер Motorola-ның көптеген магистральды екі жақты радио байланыс жүйелерінің орталық процессорлары ретінде қолданылған.[дәйексөз қажет ]

Мұра

Motorola өзінің микропроцессорлық бөлімін 2004 жылы шығарды. Бөлім атауын Freescale деп өзгертті және кейіннен оны сатып алды NXP.

Енді Motorola да, Hitachi де 6809 процессор немесе туынды шығармайды. 6809 ядросы бар VHDL және бағдарламалануы мүмкін FPGA және жылдамдығы 40 МГц-ке дейінгі жылдамдықты енгізілген процессор ретінде қолданылады.[дәйексөз қажет ] Кейбір 6809 опкодтар сонымен бірге Ақысыз ендірілген процессорлар. 2015 жылы Freescale рұқсаты бар Рочестер Электроникасы MC6809-ді NMOS құрылғысының түпнұсқасы мен көшірмесі ретінде қайта өндіруді бастау. Фрискаль Рочестерге түпнұсқаны жеткізді GDSII физикалық дизайн базасы. 2016 жылдың соңында Рочестердің MC6809 (MC68A09 және MC68B09 қоса алғанда) толықтай дайын және өндіріске қол жетімді.

Австралиялық әзірлеуші ​​Джон Кент Motorola 6809 процессорын аппараттық сипаттама тілінде (HDL) синтездеді.[8] Бұл 6809 ядросын 6809 түпнұсқасымен салыстырғанда әлдеқайда жоғары жылдамдықта пайдалануға мүмкіндік берді. Гари Бекердің CoCo3FPGA Кент 6809 ядросын 25 МГц жиілікте басқарады.[9] Роджер Тейлордың Matchbox CoCo 7,16 МГц жиілігінде жұмыс істейді. Dave Philipsen's CoCoDEV 25 МГц жиілікте жұмыс істейді.[10]

Ескертулер

  1. ^ Басқа мысалдар - матрицалық арифметика, Хаффман кодтау / декодтау, статистикалық функциялар, жолдарды іздеу (мысалы: Бойер-Мур алгоритмі ) және ағаш құрылымын басқару.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Konami Dual 6809 негізіндегі жабдық». Жүйе 16.
  2. ^ Джон Байко. «Қазіргі және өткен уақыттың ұлы микропроцессорлары». Архивтелген түпнұсқа 2013-07-01. Алынған 2013-07-01.
  3. ^ https://archive.org/details/bitsavers_motorola68_13419254
  4. ^ Никола Сальмориа және MAME командасы. «konami: портативті Konami cpu эмуляторы». Архивтелген түпнұсқа 2012-10-04. Алынған 2012-10-21.
  5. ^ Роберт Дж. Симпсон; Равендран Парамесран (1998). Жетілдірілген 8-биттік микропроцессор, MC6809: оның бағдарламалық жасақтамасы, жабдықтау, архитектура және интерфейс техникасы. Спрингер. ISBN  978-981-3083-09-7.
  6. ^ «1981 Motorola микропроцессорлары туралы нұсқаулық». archive.org. 1981. Алынған 2 сәуір 2018.
  7. ^ Герцфельд, Энди (1980 ж. Қазан). «Жақсы жер». Folklore.org. Алынған 2009-12-29.
  8. ^ «Джон Кенттің басты веб-парағы».
  9. ^ http://www.davebiz.com/wiki/CoCo3FPGA
  10. ^ http://www.davebiz.com/wiki/CoCoDEV

Әрі қарай оқу

Деректер кестелері және оқу құралдары
Кітаптар
  • 6809 Ассемблер тілін бағдарламалау; 1-ші Ed; Ланс Левенталь; 579 бет; 1981; ISBN  0-931988-35-7. (мұрағат)
  • MC6809 аспаздық кітабы; 1-ші Ed; Карл Уоррен; 180 бет; 1980; ISBN  0-8306-9683-0. (мұрағат)
  • Жетілдірілген 8-биттік микропроцессор: MC6809: оның бағдарламалық жасақтамасы, аппаратурасы, сәулеті және интерфейстеу әдістері; 1-ші Ed; Роберт Симпсон; 274 бет; 1998; ISBN  978-9813083097
Журналдар
  • Революция үшін микропроцессор: 6809 ж; Терри Риттер және Джоэл Бони (6809 бірлескен дизайнерлері); BYTE журналы; Қаңтар-ақпан 1979. (мұрағат)
  • MC6809 микропроцессоры; Ян Пауэрс; Микропроцессорлар, 2 том, 3 басылым; 1978 жылғы шілде; 162 бет; ISSN  0308-5953, дои:10.1016/0308-5953(78)90010-7.
Анықтамалық карталар
  • MC6809 анықтамалық картасы; Motorola; 16 бет; 1981. (мұрағат)
  • 6809/6309 анықтама картасы; Крис Ломонт; 10 бет; 2007 ж. (мұрағат)

Сыртқы сілтемелер

Тренажерлар / эмуляторлар
Тақталар
FPGA