| Motorola 6809 | |
|---|---|
| CPU | |
| Motorola 6809E processor med en driftsfrekvens på 1 MHz, udgivet i 1983 | |
| Produktion | 1977 [1] |
| Producenter | |
| CPU frekvens | 0,89-4 MHz |
| Produktionsteknologi | HMOS , CHMOS , 6 µm |
| Instruktionssæt | Motorola 6809 |
| Stik | |
| Kerner | |
| Motorola 6800Hitachi 6309 | |
Motorola 6809 er en 8-bit mikroprocessor (nogle gange omtalt som 8/16-bit) udgivet af Motorola i 1979. Den havde en betydelig fordel i forhold til sin forgænger, Motorola 6800 , såvel som MOS Technology 6502-processoren , skabt af det oprindelige 6800-udviklingsteam, der forlod Motorola.
Væsentlige forbedringer i 6809-processoren omfattede to 8-bit akkumulatorer (A og B, som kunne kombineres til et 16-bit D-register), to 16-bit indeksregistre (X og Y) og to 16-bit stak -pointere. (U og S). Indeksregistrene og stackpointerregistrene gav mulighed for en række forskellige adresseringsmetoder .
6809-processoren forblev bagudkompatibel med 6800 på kildekodeniveau . Antallet af instruktioner er dog reduceret fra 78 til 59. Nogle instruktioner er blevet erstattet med mere generelle, for at sikre kompatibilitet erstattede montøren gamle instruktioner med deres nye modstykker under oversættelsen. Instruktions- og registersættene var mere ortogonale, hvilket gjorde det lettere at skrive programmer til processoren sammenlignet med 6800- eller 6502-processorerne .
Andre funktioner inkluderede en af de første hardwareimplementeringer af multiplikationsinstruktionen, fuld 16-bit aritmetik og et hurtigt afbrydelsessystem . Processoren var stærkt optimeret og kørte op til fem gange hurtigere end processorerne i 6800-serien. Processoren beholdt den udokumenterede adressebus-testinstruktion, der blev introduceret i 6800-processoren. Den tillod at omgå begrænsningerne for nogle hukommelsescontrollere og blev kaldt Halt and Catch Fire (HCF) .
I modsætning til mange datidens processorer brugte processoren ikke mikrokode . Dens tilstandsmaskine og kontrollogik blev for det meste implementeret i store PLA og asynkron vilkårlig logik (et fælles træk ved tidlige designs såvel som RISC-processorer ). Derfor blev én maskincyklus udført på kun én cyklus, hvilket var en fordel i forhold til for eksempel Zilog Z80-processoren (en af 6809'erens hovedkonkurrenter). For eksempel tog en instruktion ADDA 63tre cyklusser på 6809, mens en lignende instruktion på ADD A,63Z80-processoren krævede syv cyklusser. Teoretisk set, for at opnå den samme ydeevne i denne operation, krævede Z80 mindst det dobbelte af frekvensen. Z80'erens mere synkrone design tillod dog en 3-5 gange højere clockhastighed end 6809, 6800 eller 6502 uden behov for hurtigere hukommelse (hvilket ofte var en stor begrænsning).
Flere versioner af processoren blev frigivet, designet til forskellige clockhastigheder - 6809 (1 MHz), 68A09 (1,5 MHz) og 68B09 (2 MHz). Almindelige versioner af processoren havde en indbygget urgenerator, der kun kræver en ekstern krystaloscillator. Der var også versioner med et E i slutningen af betegnelsen (6809E, 68A09E, 68B09E), der krævede brug af en ekstern urgenerator. Efterfølgende udgav tredjepartsproducenter, især Hitachi , hurtigere varianter af processoren.
6809-processoren omtales nogle gange som den konceptuelle forgænger for Motorola 68000- processorfamilien , hvilket er en misforståelse. Begge projekter blev udviklet parallelt og blev afsluttet i 1979. Der er visse ligheder mellem dem - især fleksibiliteten i adresseringsmetoder og større ortogonalitet. Der er også nogle ligheder mellem mnemonics og assembler -syntaks . Men 6809-processoren udviklede ideerne til 6800-processoren, mens 68000-processoren var en helt ny udvikling. 8-bit databus-versionen af 68000 ( Motorola 68008 ) var beregnet til brug i fremtidige 8-bit systemer, så 6809 blev hurtigt en evolutionær blindgyde.
Processorudviklingsteamet mente, at fremtidige brugere af processoren kunne have brug for en ROM med færdiglavet kode til at løse almindelige opgaver, såsom flydende kommaberegninger . Dette kunne gøre det muligt for udviklere af processorbaserede systemer ikke at spilde tid på at udvikle deres egen kode. Da processordesignerne ikke på forhånd kunne vide, hvor ROM-koden ville være placeret i systemadresserummet, var processordesignet fokuseret på evnen til at udføre reentrant - underrutiner placeret hvor som helst i adresserummet. Denne mulighed er ikke brugt til disse formål i praksis. Motorolas eneste kodede ROM var MC6839, som indeholdt kode til flydende kommaberegninger. Et sådant processordesign tillod imidlertid oprettelsen af sådanne avancerede operativsystemer som OS-9 og UniFlex , som brugte evnen til at udføre reentrant-kode, der ikke var bundet til specifikke adresser i hukommelsen.
6809-processoren blev brugt i Commodore SuperPET -computeren med to processorer og i den unikke Vectrex -spilkonsol (68A09). Modifikation 6809E blev brugt i hjemmecomputere TRS-80 Color Computer (CoCo) , Aamber Pegasus , Acorn System 2, 3 og 4 (som et valgfrit alternativ til 6502 ), Fujitsu FM-7 (to 6809), Dragon 32/64 (CoCo ) kloner), samt i SWTPC , Gimix , Smoke Signal Broadcasting og andre SS-50 bussystemer , herunder flere systemer til udvikling af Motorolas egen EXORmacs -serie . I Frankrig udgav Thomson SA en stor serie af computere baseret på 6809E-processoren - TO7, TO7 / 70, TO8, TO8D, TO9, TO9Plus, MO5 , MO6, MO5E og MO5NR.
Processoren blev også brugt i en række arkademaskiner i begyndelsen af 1980'erne. Især blev den flittigt brugt af Williams Electronics , såsom på arkadehits som Defender , Joust , Sinistar og Robotron: 2084 . Dette firma brugte også processoren i mange af sine pinball- maskiner, og skabte efterfølgende et specialiseret Williams Pinball Controller- kort baseret på den .
Microware udviklede et brugerdefineret OS-9-operativsystem ( ikke relateret til Mac OS 9 ) til processoren 6809. Det blev efterfølgende porteret til Motorola 68000- , Intel 80386- og PowerPC-processorerne .
Hitachi udgav en forbedret version af processoren, Hitachi 6309 . Den indeholdt yderligere registre og instruktioner, herunder blokkopiinstruktioner, yderligere multiplikationsinstruktioner og hardware-implementerede divisionsinstruktioner. Denne processor blev brugt til uofficielt at udvide CoCo 3-computerne. En speciel version af OS-9 kaldet NitrOS-9 blev udviklet til at understøtte yderligere processorfunktioner.
Hitachi producerede også sine egne 6809-baserede computere til det japanske hjemmemarked, MB6890 og senere S1. Disse computere blev også eksporteret til Australien . Der fik MB6890 tilnavnet "Peach" (fersken), sandsynligvis som en ironisk reference til populariteten af Apple II -computere . S1-computeren blev kendetegnet ved tilstedeværelsen af hardware, der udvidede processorens adresserum (64 KB) til 1 megabyte, repræsenteret som 4-kilobyte sider. Lignende hardware var til stede i computere fra SWTPC , Gimix og nogle andre. Technical Systems Consultants udviklede et Unix -lignende operativsystem, uniFlex , der kun kørte på sådanne computere. OS-9 Level II -operativsystemet udnyttede også denne metode til hukommelsesstyring. De fleste andre computere på den tid brugte en sideskifteteknik til at øge mængden af adresserbar hukommelse, når det meste af adresserummet (f.eks. 16 KB) indeholdt en del af den tilgængelige hukommelse.
Motorola og Hitachi fremstiller i øjeblikket ikke 6809-processorer eller varianter. Der er VHDL -implementeringer af processoren designet til indlejrede applikationer ved hjælp af programmerbar logik og i stand til at fungere ved frekvenser op til 40 MHz. Nogle 6809-instruktioner findes også på Freescale- processorer .