Tehnologia MOS 6502

MOS Technology 6502 , sau pur și simplu 6502 , este un microprocesor pe opt biți dezvoltat de MOS Technology în 1975 . La momentul apariției sale pe piață, era mai ieftin decât produsele similare de la companii concurente ( Motorola și Intel ). În ciuda acestui fapt (și a unei viteze de ceas mai mică), în medie, a arătat performanțe similare cu acestea datorită metodelor bine gândite de adresare a memoriei, ciclurilor scurte de execuție a instrucțiunilor și a unor pipeline . Apariția procesoarelor precum 6502 și Zilog Z80 a predeterminat în cele din urmă apariția computerelor de acasă la sfârșitul anilor 1970.ani. Arhitectura 6502 a fost licențiată de Rockwell , Synertek și mulți alții și a fost folosită în multe dezvoltări. Procesorul 6502 și modificările sale sunt încă folosite în sistemele încorporate .

Istorie

6502 a fost proiectat inițial de echipa de ingineri din spatele procesorului Motorola 6800 . După ce echipa a părăsit Motorola complet, au dezvoltat rapid 6501, un procesor complet nou, care era compatibil cu pin-ul cu 6800 (adică putea fi plasat pe aceeași placă de bază cu procesorul Motorola, deși instrucțiunile lor diferă). Imediat a urmat un proces de la Motorola, după care au creat modelul 6502, care nu mai este compatibil cu plăcile 6800.

Pentru a-i menține interesați pe dezvoltatori, inginerul Chuck Peddle a proiectat computerul cu o singură placă KIM-1 . Spre surprinderea lor, KIM-1 s-a vândut la fel de bine pasionaților ca și dezvoltatorilor cărora le-a fost destinat inițial. Au apărut rapid produse similare: Rockwell AIM 65 și Synertek SYM-1 .

6502 a fost introdus în septembrie 1975 pentru 25 USD, în timp ce 6800 și Intel 8080 s -au vândut pentru 179 USD. Inițial, nimeni nu a crezut că aceasta nu a fost o păcăleală sau o greșeală, dar în curând atât Motorola, cât și Intel au redus prețul procesoarelor lor la 79 de dolari, ceea ce a făcut opusul: reducerea prețului a justificat modelul 6502 și a început să fie vândut cu sute. .

O utilizare notabilă a 6502 a fost computerul " Apple I " introdus în 1976 . De asemenea, a fost folosit în continuare în linia Apple II și Commodore PET . 6502 a fost folosit mai târziu în familia Atari de computere de acasă , BBC Micro , și o varietate de alte modele uitate, cum ar fi Ohio Scientific . Chiar și atunci când a apărut noul model 6510 , un descendent direct al lui 6502 cu un port I/O digital și o magistrală tri-state, care (modelul 6510) a fost folosit ca unitate centrală de procesare în computerul de acasă Commodore 64 , 6502 a făcut-o. nu a dispărut din scenă, ci a fost folosit ca controler pentru unitatea de disc.

O altă aplicație importantă a familiei 65xx au fost jocurile video. Primul a fost Atari 2600 , care a folosit modelul 6507 , care avea mai puțini pini și putea adresa doar 8 KB de memorie. Milioane din aceste console au fost vândute. O altă utilizare notabilă a fost Nintendo Famicom japonez , mai bine cunoscut în SUA și Europa ca Nintendo Entertainment System . Ricoh a dezvoltat un model special 6502 cu un singur cip pentru NES, care a renunțat la suportul pentru BCD , dar a adăugat 22 de registre mapate în memorie pentru generarea de sunet, citirea stării joystick-ului și controlul unui controler DMA simplu . Modelul a fost numit 2A03 pentru consolele NTSC și 2A07 pentru consolele PAL și a fost produs doar pentru Nintendo .

În Bulgaria , a fost produs procesorul CM630 - o clonă de 6502. A fost folosit în computerul Pravets-8C .

O dezvoltare ulterioară a lui 6502 a fost procesorul 65C02 pe 8 biți (cu îmbunătățiri minore, implementat pe baza tehnologiei CMOS) și apoi microprocesorul pe 16 biți cu o adresă de magistrală pe 24 de biți 65C816 , care era software compatibil cu acesta de la de jos în sus, utilizat în computerul personal Apple II GS . . Din cauza eșecului Apple II GS pe piață și a tranziției Apple către suport strategic pentru familia Macintosh , procesorul 65C816 nu a fost utilizat pe scară largă în computerele de uz general, dar este folosit în sistemele încorporate și, ca și 65C02, este încă produs de Western Design Center

Industria militară sovietică a produs un procesor 4K602VM1 compatibil cu 65C02 ( dezvoltat de NPO Physics) pentru utilizare în sistemele încorporate. Cu toate acestea, computerele personale Agat sovietice au folosit procesoare 6502 de fabricație străină.

Caracteristicile arhitecturale ale procesorului 6502

6502 este un procesor de 8 biți cu o magistrală de adrese de 16 biți care poate adresa până la 64 de kiloocteți de RAM.

Caracteristicile sale distinctive sunt:

• timp de execuție a instrucțiunilor foarte scurt și definit cu precizie în cicluri (instrucțiunile cele mai frecvent utilizate durează de la două până la patru cicluri),
• un număr mic de registre (un acumulator de 8 biți A, două registre de index de 8 biți X și Y, pointer de stivă de 8 biți S, registru de flag de 8 biți P, pointer de instrucțiuni de 16 biți PC), rezultând într-o cea mai copleșitoare comenzile logice aritmetice trebuie să ia un al doilea argument din memorie.
• un număr mare de moduri de adresare și memorie. Incluzând astfel de moduri de adresare exotice, cum ar fi, de exemplu, „adresare indirectă pre-indexare cu indexare pe X” și „adresare indirectă post-indexare cu indexare pe Y”. Primii 256 de octeți de RAM (așa-numita pagină zero) pot fi abordați într-un mod redus și deci mai rapid, ceea ce încurajează plasarea variabilelor importante în ea.

Astfel, arhitectura procesorului 6502 are o serie de proprietăți care îl apropie de RISC . La aceeași viteză de ceas, 6502 execută comenzile de control de câteva ori mai repede decât procesoarele pe 8 biți în majoritatea celorlalte arhitecturi.

În același timp, punctul său slab este prezența numai instrucțiunilor de adunare și scădere a întregului de 8 biți din toată aritmetica (în cod binar sau BCD), adunarea și scăderea întregului de 16 biți necesită mai multe instrucțiuni, iar înmulțirea și împărțirea, chiar și întreg - scrierea de programe speciale.

Este de remarcat faptul că timpul fix de execuție al comenzilor 6502 a permis calculatoarelor din seria Apple II să se descurce fără cronometre, măsurând toate întârzierile (inclusiv implementarea software a biților de codificare pe discuri magnetice) numai prin timpul de execuție al comenzilor procesorului, că este, lucrând complet sincron cu procesorul.

Sisteme care folosesc 6502

• Console de jocuri - Atari 2600 , Nintendo Entertainment System (mai bine cunoscut sub numele de " Dendy " în Rusia), PC Engine
• Calculatoare - Atari pe 8 biți , Apple II , Pravets 8 , Agat , Commodore 64 ( MOS6510  este o versiune modificată a MOS6502)
• Dezvoltarea computerului de acasă Commander X16 este în curs de desfășurare pe componentele disponibile astăzi sub conducerea lui David Murray, cunoscut sub pseudonimul 8-Bit Guy (David Murray alias The 8-Bit Guy)

• Calculatoare de acasă și console de jocuri bazate pe procesorul 6502

• Apple IIe

• BBC Micro

• Atari 2600

• Atari 800

• comodor VIC-20

• Commodore 64

• NES

• științific

• comodorul P.E.T.

• Orao

• Agat

6502 în ficțiune

• Sub controlul lui 6502, robotul Bender  este un personaj din seria animată Futurama [1] .
• De asemenea, se pare, principalul răufăcător din filmul „ Terminator ” lucrează sub controlul acestui procesor. Acest lucru se observă atunci când o imagine este afișată „prin ochii unui robot”: în același timp, pe ecran, printre alte informații, este afișată o zonă cu o listă de program de asamblare care conține comenzi specifice lui 6502.

Note

1. ↑ Adevărul despre creierul lui Bender. David X. Cohen, de la „Futurama”, dezvăluie cum procesorul 6502 al MOS Technology a ajuns în capul robotului . Consultat la 17 aprilie 2014. Arhivat din original pe 7 iulie 2017. (nedefinit)

Literatură

• Morer W. Limbaj de asamblare pentru computerul personal EPL. — M .: Mir, 1987. 430 p.
• Khlebarov A.I. Computer personal Pravets-82. Programator asamblator. - Sofia: Editura Suverană „Tekhnika”, 1988. 112 p. (Bulg.)
• Angelov A. M., Petrov P. Ts . - Sofia: Editura suverană „Tekhnika”, 1986. 224 p. (Bulg.)

Link -uri

• cpugarden.ru/history/welcpuhistory/
• Sistem complet de comandă, inclusiv funcții nedocumentate
• www.6502.org  _
•  Simulare vizuală a lui 6502 în javascript
• Studierea lucrării lui 6502 pe microfotografiile procesorului  (ing.)
• www.sbc.rictor.org  _
• Breaking NES - 6502 Core , versiunea online a cărții despre designul circuitului procesorului 6502