İçeriğe atla

Motorola 68000

Motorola 68000 CPU
Genel bilgiler
Üretim başlangıcı1979
Üretim durdurulma1 Haziran 1996 (28 yıl önce) (1996-06-01)
TasarlayanMotorola
Performans
Max. CPU saat hızı4 MHz ilâ 16.67 MHz
Veri genişliği16 bit
Adres genişliği24 bit
Mimari ve sınıflandırma
Komut setiMotorola 68000 serisi
Fiziksel özellikler
Transistörler
Paket(ler)
  • 64-pin DIP
Tarihçe
ArdılMotorola 68010
Motorola 68000 mimarisi
TasarımcıMotorola
Bit16/32-bit
Tanıtım1979 (45 yıl önce) (1979)
TasarımCISC
DallanmaDurum kodu
Endian tipiBig
Kaydediciler
  • 8× 32-bit data registers
  • 7× 32-bit address registers
  • stack pointer (address register 7)

Motorola 68000 (altmış sekiz bin ; m68k, Motorola 68k veya Texas Cockroach[2] olarak da isimlendirilir), 16/32 bitlik CISC mikroişlemcisidir ve 1979'da Motorola Semiconductor Ürünleri Bölümü tarafından üretilmiştir

Tasarım, 32 bitlik register ve 32 bit dahili veri yolu ile 32 bitlik bir komut seti uygular. Adres veriyolu 24 bittir ve bellek bölümlemesini kullanmaz, bu da onu programcılar arasında popüler hale getirir. Dahili olarak, 16 bitlik bir veri aritmetik mantık birimi (ALU) ve çoğunlukla adresler için kullanılan iki tane daha 16 bitlik ALU kullanır[3] ve 16 bitlik bir harici veri yoluna sahiptir.[4] Bu nedenle Motorola, bunu 16/32 bit işlemci olarak adlandırdı.

32-bit komut setine sahip ilk yaygın işlemcilerden biri olan ve dönem için nispeten yüksek hızlarda çalışan 68k, 1980'lerde popüler bir tasarımdı. Apple Macintosh, Commodore Amiga, Atari ST ve diğerleri dahil olmak üzere grafik kullanıcı arayüzlerine sahip yeni nesil kişisel bilgisayarlarda yaygın olarak kullanıldı. Başlangıçta, kolayca üstün performans gösterdiği IBM Kişisel Bilgisayarında (IBM PC) bulunan Intel 8088 ile rekabet etti. 68k ve 8088, Zilog Z8000 ve National Semiconductor 32016 gibi diğer tasarımları niş pazarlara itti ve Motorola'yı işlemci alanında önemli bir oyuncu haline getirdi.

68k, kısa sürede daha fazla aile üyesiyle genişletildi ve büyüyen Motorola 68000 serisinin bir parçası olarak tam 32 bit ALU'lar uygulandı. Orijinal 68k, 16 bit genişliğinde bir harici veri yolu ile sınırlı olmasına rağmen, genellikle hattın geri kalanıyla ileriye dönük olarak yazılım uyumludur.[3] Üretimde geçen 40 yılın ardından 68000 mimarisi hala kullanılıyor.

1979'da üretilen ön sürüm XC68000 çip
Motorola 68000'ın yapısı

Tarihçe

Motorola MC68000 (kurşunsuz çip taşıyıcı (CLCC) paketi)
Motorola MC68000

Motorola'nın yaygın olarak üretilen ilk işlemcisi Motorola 6800'dü. Yetenekli bir tasarım olmasına rağmen, Zilog Z80 gibi daha güçlü tasarımlar ve MOS Technology 6502 (MOS 6502) gibi daha az güçlü ancak daha hızlı tasarımlarla gölgede kaldı. 6800'ün satış beklentileri azalırken, Motorola onun yerine yeni bir tasarım başlattı. Bu, 1976'da başlayan Silikon üzerinde Motorola Gelişmiş Bilgisayar Sistemi veya MACSS oldu.

MACSS, 6800 ile geriye dönük uyumluluk olmadan tamamen yeni bir mimari geliştirmeyi amaçladı. Nihayetinde, mevcut 6800 çevre aygıtları için bir veri yolu protokolü uyumluluk modunu korur ve 8 bitlik veri yoluna sahip bir sürüm üretilmiştir. Bununla birlikte, tasarımcılar esas olarak geleceğe veya ileriye dönük uyumluluğa odaklandılar, bu da 68000 tasarımına sonraki 32 bit komut seti mimarilerine (ISA) karşı bir avantaj sağlıyor. Örneğin, CPU register sayısı 32 bit genişliğindedir. MACSS ekibi, benzer şekilde mikro kod tabanlı olan PDP-11 ve VAX sistemleri gibi mini bilgisayar işlemci tasarımının etkisinden büyük ölçüde yararlandı.

1970'lerin ortasında, 8-bit mikroişlemci üreticileri 16-bit neslini tanıtmak için yarıştılar. National Semiconductor, 1973-1975'te IMP-16 ve PACE işlemcileriyle ilk oldu, ancak bunların hız ile ilgili sorunları vardı. Intel, 1975'ten beri gelişmiş 16/32-bit Intel iAPX 432 (takma adı 8800) ve 1976'dan beri Intel 8086 üzerinde çalıştı (1978'de tanıtıldı, ancak birkaç yıl IBM PC'de neredeyse aynı olan 8088 biçiminde yaygınlaştı)

Resmi olarak Eylül 1979'da piyasaya sürülen[5] ilk numuneler Şubat 1980'de piyasaya sürüldü ve üretim çipleri Kasım ayında tezgahta mevcuttu.[6] İlk hız dereceleri 4, 6 ve 8 MHz idi. 10 MHz çipleri 1981'de satışa sunuldu ve  Haziran 1982'de 12.5 MHz çipleri.  Orijinal HMOS çipinin en hızlı versiyonu olan MC68000'in 16.67 MHz hızındaki "12F" versiyonu 1980'lerin sonlarına kadar üretilmemiştir.

IBM, IBM PC için 68000'i düşündü, ancak 68000 hazır olmadığı için Intel 8088'i seçti; Walden C. Rhines, "Üstün teknolojisi ile Motorola, son 50 yılın en önemli tasarım yarışmasını kaybetti" diye yazdı.[7] (IBM Instruments, 68000 tabanlı IBM System 9000 laboratuvar bilgisayar sistemlerini kısa bir süre sattı. 68k komut seti Unix'i[8] uygulamak için özellikle uygundur ve 68000 ve onun halefleri, Sun iş istasyonları ve Apollo / Domain iş istasyonları dahil olmak üzere Unix tabanlı iş istasyonları için baskın CPU'lar haline geldi. 68000 ayrıca Apple Lisa, Macintosh, Amiga ve Atari ST gibi toplu pazar bilgisayarları için de kullanılır.

1982'de 68000, sanal belleği desteklemek ve Popek ve Goldberg sanallaştırma gereksinimlerine uymak için komut seti mimarisinde (ISA) küçük bir güncelleme aldı. Güncellenen çip 68010 olarak adlandırılmaktadır. Ayrıca, küçük döngüleri hızlandıran ve aynı saat hızlarında genel performansı yaklaşık% 10 artıran yeni bir "döngü modu" eklendi.

Düşük maliyetli sistemleri desteklemek ve daha küçük bellek boyutlarına sahip uygulamaları kontrol etmek için Motorola, yine 1982'de 8 bit uyumlu MC68008'i piyasaya sürdü . Bu, 8 bit veri yolu ve daha küçük (20 bit) adres yolu olan bir 68000'dir. 1982'den sonra Motorola, 68020 ve 88000 projelerine daha fazla ilgi gösterdi.

İkincil Üretimler

Hitachi HD68000
Thomson TS68000

Diğer birkaç şirket, HMOS 68000'in ikinci kaynak üreticileriydi. Bunlar arasında özellik boyutunu 2,7 µm 'ye düşüren Hitachi (HD68000) vardı. 12,5 MHz sürümlü,[6] Mostek (MK68000), Rockwell (R68000), Signetics (SCN68000), Thomson / SGS-Thomson (orijinal olarak EF68000 ve sonrası TS68000) ve Toshiba (TMP68000). Toshiba ayrıca CMOS 68HC000'in (TMP68HC000) ikinci bir kaynak üreticisiydi.

Hitachi FD1089 ve FD1094 olmak üzere 68000'in şifrelenmiş varyantları, pil destekli bellekte işlem kodları ve işlem kodu verileri için şifre çözme anahtarlarını depolar ve korsanlığı ve yasadışı oyun kaçakçılığını önlemek için belirli Sega arcade sistemlerinde kullanılmıştır.[9]

CMOS sürümleri

Motorola MC68HC000LC8

68000'in ilk CMOS versiyonu olan 68HC000, Hitachi tarafından tasarlandı ve ortaklaşa 1985 yılında tanıtıldı.[10] Motorola'nın versiyonu MC68HC000, Hitachi'nin versiyonu ise HD68HC000 idi. 68HC000 sonunda 8–20 MHz hızlarda sunuldu. CMOS devresini kullanmanın dışında, HMOS MC68000 ile aynı özelliklere sahipti ancak CMOS'a geçiş güç tüketimini büyük ölçüde azalttı. Orijinal HMOS MC68000, saat hızından bağımsız olarak  25 derece ortam sıcaklığında 1.35 watt güç tüketmekteydi. MC68HC000 ise 8 MHz hızda yalnızca 0,13 watt tüketirken 20 MHz hızda 0.38 watt güç tüketmekteydi. CMOS devrelerinin aksine, HMOS boştayken hala güç çeker, bu nedenle güç tüketimi saat hızına göre çok az değişir. Apple, Macintosh Portable'da kullanım için 68HC000'i seçmiştir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Heath, Steve (1995). Microprocessor Architectures and Systems: RISC, CISC, and DSP (Second bas.). s. 13. ISBN 0-7506-2303-9. 16 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Ekim 2019. 
  2. ^ "Oral History Panel on the Development and Promotion of the Motorola 68000" (PDF). Computer History Museum. 23 Temmuz 2007. 9 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ağustos 2020. 
  3. ^ a b Starnes (Nisan 1983). "Design Philosophy Behind Motorola's MC68000". Byte. 8 (4). 24 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Haziran 2018. 
  4. ^ Motorola M68000 Family Programmer's Reference Manual (PDF). Phoenix, Arizona: Motorola. 1992. ISBN 0-13-723289-6. 24 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 23 Ekim 2020. 
  5. ^ "Chronology of Microprocessors". Processortimeline.info. 8 Kasım 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Eylül 2013. 
  6. ^ a b DTACK GROUNDED, The Journal of Simple 68000/16081 Systems (29), Mart 1984, s. 9, 10 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 23 Ekim 2020 .
  7. ^ Rhines (22 Haziran 2017). "The Inside Story of Texas Instruments' Biggest Blunder: The TMS9900 Microprocessor". IEEE Spectrum (İngilizce). 25 Mayıs 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Haziran 2020. 
  8. ^ Rood (Eylül 1986). "UNIX and the MC68000". Byte. s. 179. 
  9. ^ "FD1094 – Sega Retro". segaretro.org. 28 Eylül 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  10. ^ "Company Briefs" 14 Kasım 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., The New York Times, September 21, 1985, available from TimesSelect (subscription).

İlgili Araştırma Makaleleri

MIPS, Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, MIPS teknolojileri adlı firma tarafından 1985 yılında geliştirilmiş indirgenmiş komut kümesi türü bir mikroişlemci mimarisidir.

<span class="mw-page-title-main">Amiga</span>

Amiga, 1980'lerin ortasından 1990'ların ortasına kadar Commodore şirketi tarafından üretilmiş ve özellikle ufak boyutlu modelleri olan A500 ve A1200 ile döneminin en popüleri olan kişisel bilgisayar sistemlerinin ortak adı.

<span class="mw-page-title-main">Merkezî işlem birimi</span> bir bilgisayar programının talimatlarını, talimatlar tarafından belirtilen temel aritmetik, mantıksal, kontrol ve giriş/çıkış (G/Ç) işlemlerini gerçekleştirerek yürüten ve diğer bileşenleri koordine eden bir bilgisayar içindeki elektro

Merkezî işlem birimi, dijital bilgisayarların veri işleyen ve yazılım komutlarını gerçekleştiren bölümüdür. Çalıştırılmakta olan yazılımın içinde bulunan komutları işler. Mikroişlemciler ise tek bir yonga içine yerleştirilmiş bir merkezî işlem birimidir. 1970'lerin ortasından itibaren gelişen mikroişlemciler ve bunların kullanımı, günümüzde MİB teriminin genel olarak mikroişlemciler yerine de kullanılması sonucunu doğurmuştur.

<span class="mw-page-title-main">PCI</span>

PCI Çevresel Bileşen Ara Bağlantısı, Intel tarafından geliştirilen yerel veriyolu standardıdır.

<span class="mw-page-title-main">Intel 80286</span>

Intel 80286 veya i286, 8086/8088'dan sonraki intel işlemcisidir.

<span class="mw-page-title-main">Intel 8086</span> Intel tarafından geliştirilmiş bir mikroişlemci yongasıdır

8086 Intel tarafından geliştirilmiş, x86 mimarisi 'nin gelişmesine yol açan 16-bit mimarisinde bir mikroişlemci yongasıdır. Intel tarafından 8086 tasarımının geliştirmesine 1976 yılı baharında başlanmış ve 1978 yılı yaz aylarında ilk çip piyasaya sürülmüştür. 1979 yılında piyasaya sürülen Intel 8088, daha ucuz ve az sayıda çevre birimi kullanımına olanak veren, ayrıca IBM PC tasarımında kullanılan 8254 CTC, 8255 PIO ve 8259 PIC gibi 8080-ailesi çevre birimleri ile uyumlu olacak şekilde 8-bitlik bir data bus eklenerek hafifçe modifiye edilmiş bir versiyondur. İlave olarak daha basit ve ucuz PCB tasarımı gerektirmekte ve daha az sayıda DRAM çipine gereksinim duymaktadır. Intel 8088 orijinal IBM PC tasarımında kullanılan işlemci olması özelliğiyle de kayda değerdir.

<span class="mw-page-title-main">Pentium</span>

Pentium, Intel’den beşinci nesil x86 mimarisi bir mikroişlemcisidir. 486 serisinin ardılıydı ve ilk olarak 22 Mart 1993 tarihinde duyurulmuştu.

<span class="mw-page-title-main">Intel Core</span>

Intel Core, Intel'in Ocak 2006'da tanıttığı, dizüstü bilgisayarlarda kullanılmak üzere geliştirilmiş 32 bit işlemci ailesidir. İşlemci ailesi, Centrino veya Centrino Duo platformunda kullanılır. Bir üst sürüm işlemci, Intel Core 2 ile geliştirildi.

<span class="mw-page-title-main">PowerPC</span>

PowerPC, AIM olarak bilinen Apple-IBM-Motorola ittifakının 1991'de geliştirdiği bir RISC mikroişlemcisidir. Genel olarak kişisel bilgisayarlar içindir. PowerPC merkezi işlem birimleri (CPU) gömülü (embedded) ve yüksek performans işlemcileri olduğu için popüler olmuştur. PowerPC 1990'da AIM' in ve PReP'in temel taşı oldu, fakat mimari Apple'ın Macintosh'unun 1994–2006 modellerinde daha başarılı bulundu.

<span class="mw-page-title-main">Mikroişlemci</span> ana işlem biriminin fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tümdevrede birleştiren programlanabilir sayısal elektronik bileşen

Mikroişlemci, işlemci olarak da bilinen, merkezî işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tüm devrede (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir.

Saniye başına komut (IPS) bilgisayar işlemcisinin hızının bir ölçüsüdür. Rapor edilen birçok IPS değeri, birkaç bölüm ile yapay komut dizilerinde en yüksek işletim hızını temsil etmiştir, oysa gerçeğe uygun iş yükleri, komutların bir karışımını ve çift uygulamaları içerir, bunların bazılarını işletmek diğerlerinden daha uzun sürer. Bellek sıradüzenselliğinin performansı, işlemci performansını oldukça etkilemesinin yanı sıra MIPS hesaplamalarında dikkate alınan bir sorundur. Bu problemlerden dolayı, araştırmalar, ortak kullanılan uygulamalarda asıl etkileyici performansı ölçmek için, SPECint gibi standartlaştırılmış testleri meydana getirmiş ve yeni oluşan IPS kullanılmaz hale gelmiştir.

<span class="mw-page-title-main">PCI-X</span>

PCI-X, bir bilgisayara ait bir veri yoludur ve PCI ‘ın yerini almak için standart olarak tasarlanmış yaygın bir karttır. Bu kart PCI ‘ın daha hızlı bir versiyonudur, iki kat daha hızlı çalışır ve diğer yönden, fiziksel uyarlama ve temel tasarımı ile benzerlik gösterir. Modern tasarımlarda benzer bir seslendirmeyle kendi kendisinin yerini tutan PCI Express çok farklı bir mantıksal tasarıma sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Bilgisayar mimarisi</span>

Bilgisayar mimarisi, en küçüğe ve en başarılıya ulaşmayı hedeflerken aynı zamanda maliyeti de göz önünde bulundurduğu için sanat ve bilimin ortak buluştuğu nokta olarak da tanımlanır. Bilgisayar Mimarisi, bilgisayar parçalarının iç yapıları ve aralarındaki haberleşme bağlantıları ile ilgilidir.

<span class="mw-page-title-main">IBM POWER mimarisi</span>

IBM POWER, IBM tarafından geliştirilen RISC tabanlı bir komut kümesi mimarisidir. POWER serisi mikroişlemcileri ana işlemci olarak birçok IBM sunucusunda, küçük bilgisayarlarda, iş istasyonlarında ve süper bilgisayarlarda kullanılıyor. POWER3 ve sonrasında gelen POWER mikroişlemci serilerinde tamamıyla 64-bit PowerPC mimarisi uygulanmıştır. POWER3 ve üstü mikroişlemcilerde eski POWER komutları uygulanmamıştır.

<span class="mw-page-title-main">Motorola 6800</span>

6800 Motorola tarafından 1974 yılında tasarlanan 8 bitlik bir mikroişlemcidir. MC6800 mikroişlemcisi M6800 Mikro bilgisayar sisteminin parçasıydı. Sistem aynı zamanda seri ve paralel arayüzler sahipti; ICs, RAM, ROM ve diğer destek çipleri gibi. Önemli tasarım özelliği M6800 ailesi IC'lerin diğer mikroişlemcilerin çoğunluğu üç gerilime ihtiyaç duyduğu halde yalnızca bir beş voltluk güç kaynağı gerektirmesiydi. M6800 Mikrobilgisayar Sistemi Mart 1974'te tam üretime geçti.

8-bit, bilgisayar mimarisinde 8 bit genişiğindeki tamsayılar, bellek adresleri veya diğer veri birimlerini ifade etmektedir. Ayrıca, 8-bit CPU ve ALU mimarileri, bu boyuttaki yazmaçlara, adres yollarına veya veri yollarına dayalı olanlardır. 8-bit ayrıca, 8-bit mikroişlemcilerin norm olduğu bir mikrobilgisayar neslini de tanımlamaktadır.

16-bit, bilgisayar mimarisinde 16 bit genişliğindeki tamsayılar, bellek adresleri veya diğer veri birimlerini ifade etmektedir. Ayrıca, 16-bit CPU ve ALU mimarileri, bu boyuttaki yazmaçlara, adres yollarına veya veri yollarına dayalı olanlardır. 16-bit ayrıca, 16-bit mikroişlemcilerin norm olduğu bir mikrobilgisayar neslini de tanımlamaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Motorola 6809</span>

Motorola 6809, Motorola'nın bazı 16 bit özelliklerine sahip 8 bitlik bir mikroişlemcisidir. Terry Ritter ve Joel Boney tarafından tasarlandı ve 1978'de tanıtıldı. Hem selefi Motorola 6800 hem de ilgili MOS Technology 6502'ye göre büyük bir ilerleme, TRS-80 Renkli Bilgisayar ve Dragon 32/64 ev bilgisayarlarında, Vectrex oyun sisteminde ve Star Wars dahil 1980'lerin başındaki atari makinelerinde kullanım buldu. Savunmacı, Robotron: 2084, Joust ve Gyruss. Fairlight CMI dijital ses iş istasyonunun Seri II'si ve Konami'nin Time Pilot '84 arcade oyununun her biri çift 6809 işlemci kullanır.

<span class="mw-page-title-main">Intel MCS-48</span>

Intel'in ilk mikrokontrolcüsü olan MCS-48, mikrokontrolcü (mikrodenetleyici) serisi, ilk olarak 1976'da piyasaya sürülmüştür. Bu ailenin ilk üyeleri; 8048, 8035 ve 8748'dir. 8048, ailede muhtemelen en çok öne çıkan üyedir. Bu aile, ilk olarak NMOS teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Bu aile, 1980'lerin başlarında CMOS teknolojisyle mevcut hale gelmiştir. Bu aile, halen kullanıldığı eski tasarımların desteklenmesi için 1990'larda üretilmeye devam edilmiştir.

Bilgisayar mimarisinde 32-bit bilgi işlem, 32-bit birimlerde veriyi işleyen işlemci, bellek ve diğer önemli sistem bileşenlerini içeren bilgisayar sistemlerine verilen addır. Daha küçük bit boyutlarıyla karşılaştırıldıklarında, 32-bit bilgisayarlar daha büyük hesaplamaları daha verimli yapabilir ve bir işlemci saat döngüsünde daha fazla veriyi işleyebilir. Tipik 32-bit kişisel bilgisayarlar ayrıca 32-bit adres veriyoluna sahiptir ve önceki nesil sistem mimarilerinin izin verdiği miktardan çok daha fazla olan 4 GB'a kadar RAM'e erişime izin verir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.