Rodina Motorola 68000

Motorola MC68000 v 64kolíkovém DIP
Motorola 68010 v pouzdru DIP
Motorola 68020
Motorola 68030
Motorola 68LC040 s taktovací frekvencí 25 MHz
Motorola MC 68EC060

Řada Motorola 68000 , jak se nazývá 680x0 nebo m68k nebo 68k , je řada historických CISC - mikroprocesorů společnosti Motorola .

Procesory této rodiny byly použity v mnoha domácích počítačích , jako jsou Atari ST , Amiga nebo Macintosh , na serverech například od Apollo , Hewlett-Packard nebo Sun Microsystems , ale také na herních konzolách jako Atari Jaguar nebo Sega Mega Drive . V oblasti vestavěných systémů se potomci této rodiny (683xx) používají dodnes.

Všechny procesory v této řadě mají jednoduchou, ale výkonnou instrukční sadu s mnoha typy adresování a velikostmi operandů 8, 16 a 32 bitů . Například existuje příkaz pro přenos dat „move“, který jako skutečný příkaz se dvěma adresami může kopírovat datovou položku z jednoho paměťového místa do druhého, aniž by procházel registrem CPU . Pořadí bytů rodiny 68k je big-endian.

Procesory 68K

Členové této rodiny

Schéma číslování

Procesory se sudými čísly (68000, 68020, 68040, 68060) byly určeny pro velké změny v architektuře, zatímco lichá čísla (68010, 68030, 68050, 68070) byly architektonické optimalizace. Procesory 68050 a 68070 byly plánovány, ale Motorola je nikdy nevyráběla. Společnost Philips vyvinula SCC68070 na základě modelu 68000 .

Například byly Motorola 68010 (a také 68012 ) 68000 s optimalizací pro cyklus For a možnost po výpadku stránky ( pagefault pauze) instrukce. To umožnilo použití virtuální paměti pomocí jednotky pro správu paměti (MMU ). Jinak nedošlo k žádným dalším změnám v architektuře. Bylo to podobné jako u 68030. Jednalo se v podstatě pouze o zmenšenou verzi 68020, ve které byla do CPU integrována MMU a další datová mezipaměť (256 bajtů) . Model 68030 byl k dispozici s rychlostí až 50 MHz.

Změny z 68000/68010 na 68020/68030 byly naopak velmi rozsáhlé.

Spin off

  • Freescale ColdFire
  • Freescale DragonBall (MC68328)
  • APOLLO CORE 68080

Dějiny

Série začíná v roce 1979 Motorola 68000 . Má interní 32bitový registr, lineární adresní prostor adresovaný 32 bity , 16bitovou ALU a 16bitovou datovou sběrnici . Má pouze 24 adresních linek ven, takže ve skutečnosti nelze použít 4  GiB , ale pouze 16 MiB paměti, což v té době nebylo relevantní omezení.

Motorola 68008 je zjednodušená verze 68000 s 8-bitovou širokou datovou sběrnici a 20-bit širokou adresovou sběrnici. Kromě svého použití jako hlavního procesoru, například v Sinclair QL , byl tento procesor často používán jako řadič v řídicí technologii.

Motorola 68010 nebyla příliš úspěšná, protože opravila některé chyby v 68000. Zlepšilo se zejména zpracování chyb přístupu k paměti, což bylo nezbytné pro smysluplnou podporu MMU. Kromě toho dostal kanál speciální režim, který významně zrychlil krátké smyčky dvou instrukcí jejich provedením bez opakovaného čtení instrukcí.

Motorola 68012 byla varianta 68010, ve kterém další adresové linky povoleno adresování až 2 GiB paměti.

U Motorola 68020 byl procesor kompletně převeden na 32bitový , poprvé měl mezipaměť pro instrukce (velikost 256 bajtů) a mohl být bez problémů použit s FPU 68881 nebo 68882 nebo MMU 68851. Levná verze 68EC020 měla pouze 24 adresních řádků.

Motorola 68030 obsahoval integrovaný programovatelný MMU, s jehož pomocí virtuální správa paměti se stal možný, a samostatných vyrovnávacích pamětí pro data (256 bytů) a instrukce (256 bajtů). 68EC030 postrádal interní MMU.

U Motorola 68040 byla FPU integrována do čipu a mezipaměť úrovně 1 byla zvětšena na 4 KiB. Interním zdvojnásobením hodin má 68040 s 25 MHz přibližně celočíselný výpočetní výkon 68030 taktovaných na 50 MHz. Ve variantě 68LC040 chyběla FPU nebo byla kvůli poruše vypnuta.

Motorola 68060 znovu nabídl významné zlepšení výkonu oproti 68040; umožňoval taktovací frekvence až 75 MHz (k dispozici byly většinou taktovací frekvence 50 MHz) a díky „ SuperScalar “ mohl provádět až dvě celočíselné instrukce na hodiny. Používal se hlavně pro vestavěné aplikace, protože procesory od společnosti Intel byly mnohem levnější kvůli mnohem většímu množství, procesory RISC se nyní používaly hlavně na serverech a PowerPC byl již tržně technickým nástupcem v oblasti počítačů a pracovních stanic. Kromě několika rozšířených počítačů Amiga a jako vestavěný systém se Motorola 68060 již prakticky nepoužívala.

Po modelu 68060 pokračoval vývoj jádra 68000 pro vestavěné účely. Za tímto účelem bylo jádro rozšířeno o další periferní zařízení. Navíc byla snížena složitost, aby se snížila spotřeba energie a výrobní náklady. Tyto změny vyústily v rodiny Motorola Coldfire a Dragonball , které se nyní používají v mnoha zařízeních (jako jsou mobilní telefony a PDA , např. Od společnosti Palm ).

Typické 68k operační systémy OS-9 , AmigaOS , Atari- TOS , Mac OS (dříve Macintosh System Software), máta , Linux68k , NetBSD a OpenBSD .

Viz také

webové odkazy

  • visual6502.org Fotografie procesoru 68000 s velmi vysokým rozlišením