Electronic Arrays 9002 -Electronic Arrays 9002

Elektronické pole 9002
Electronic Arrays 9002.png
Obecná informace
Spuštěno 1976 ; před 46 lety ( 1976 )
Přerušeno 1977 ( 1977 )
Společní výrobci
Výkon
Max. frekvence procesoru 4 MHz
Šířka dat 8
Šířka adresy 12
Architektura a klasifikace
Instrukční sada Elektronické pole 9002
Instrukce 55
Fyzické specifikace
Balíčky

Electronic Arrays 9002 nebo EA9002 byl 8bitový mikroprocesor vydaný v roce 1976. Byl navržen tak, aby se dal snadno implementovat v systémech s několika požadovanými podpůrnými čipy. Zahrnoval 64 bajtů vestavěné paměti RAM a mohl být přímo připojen k zařízením TTL . To bylo zabaleno v 28-pin DIP , který dělal to méně nákladné realizovat než současné designy jako 40-pin MOS 6502 a Zilog Z80 . Dnes by byl známý jako mikrokontrolér , ačkoli tento termín v té době neexistoval.

28-pinový design neměl dost kolíků zbylých k realizaci 16-bitové adresové sběrnice a místo toho měl 12 adresních linek, které omezovaly hlavní paměť na 4 096 bajtů. V té době to nebylo výrazné omezení, protože paměti byly stále velmi drahé a cílový trh si často vystačil s interní RAM. K dispozici byl jeden 8bitový akumulátor používaný pro matematiku a osm 8bitových registrů, které mohl používat pro ukládání dočasných hodnot. Ty byly podporovány dalšími osmi 4bitovými registry, které fungovaly jako nejvýznamnější bity z 8bitových registrů a rozšířily je na 12bitové pro indexování a podobnou manipulaci s adresami.

Electronic Arrays (EA) měla problémy s novou výrobní linkou logiky NMOS s vyčerpáním a potýkala se s dodávkami. V roce 1977 modely 6502 a Z80 převzaly velkou část trhu a v listopadu EA přestala tento design prodávat. Společnost byla prodána NEC příští rok.

Dějiny

Společnost Electronic Arrays měla svůj první velký úspěch v roce 1970 se šestičipovou čipovou sadou elektronické kalkulačky , kterou v několika krocích postupně vylepšovali do formátu s jedním čipem. Nicméně další společnosti je neustále porážely na trhu se sníženým počtem čipů, nejprve Mostek a Texas Instruments a později řada japonských elektronických firem. V polovině 70. let společnost zoufale potřebovala novou produktovou řadu a začala s vývojem CPU.

V době, kdy byl navržen 9002, se mikropočítač ještě neprojevil jako hlavní trh a procesory té doby se většinou používaly ve vestavěné elektronice, jako jsou elektronické kalkulačky , pokladny , plynové pumpy a podobné role. Pro tato použití byl počítačový program normálně uložen v paměti pouze pro čtení (ROM) a množství potřebné paměti s náhodným přístupem (RAM) bylo velmi malé – například při sledování počtu načerpaných galonů a celkových nákladů. To vedlo konstruktéry k vývoji systémů, které obsahovaly co nejvíce těchto funkcí na jediném čipu, takže celkový počet čipů v kompletním systému byl snížen.

V polovině 70. let se dynamická RAM ještě neobjevila jako primární forma hlavní paměti a většina systémů používala mnohem dražší statickou RAM . U vestavěných řadičů by to mohlo představovat značné náklady, takže bylo žádoucí, aby konstruktéři přidali do systému malé množství „zápisníkové RAM“, aby nemuseli do desky přidávat další čipy RAM. Protože většina systémů měla malou nebo žádnou externí RAM a malé programy v ROM, bylo také běžné používat menší adresní prostory , protože to umožnilo snížit počet kolíků, což zjednodušilo rozložení desky s obvody .

Další významnou změnou, ke které došlo v polovině 70. let, bylo zavedení logiky NMOS s vyčerpáním zatížení . Předchozí výrobní systémy využívající obvody „vylepšeného zatížení“ vyžadovaly tři vstupní napětí, z nichž jedno bylo typicky +12V. To nejen zkomplikovalo uspořádání obvodu a často vyžadovalo také složitější napájení , ale také ztížilo propojení s externími podpůrnými obvody, které byly většinou založeny na tranzistor-tranzistorové logice (TTL), která běžela při +5V. Propojení starších čipů se širokou škálou komponent TTL obecně vyžadovalo další západky , ale nové návrhy zatížení při vyčerpání fungovaly při +5 V a byly přímo propojeny, což snížilo náklady a složitost.

9002 byl navržen tak, aby využil všech těchto nově vznikajících konceptů. Zahrnoval 64 bajtů zápisníku RAM a 12bitový adresní prostor, což umožnilo jeho zabalení do 28pinového duálního in-line obalu (DIP), ve srovnání se 40pinovým obalem většiny návrhů éry, jako je Zilog . Z80 nebo MOS 6502 . Zahrnoval také samostatný sedmiúrovňový zásobník volání s 12bitovými adresami, takže volání podprogramů nemuselo používat zápisník. To umožnilo implementovat jednoduchý řadič do dvou čipů, 9002 a ROM, spolu s jakýmkoli požadovaným hardwarem rozhraní, jako je Intel 8212 nebo dokonce klopný obvod.

Naneštěstí pro Electronic Arrays nefungovalo rozšiřování výrobní linky vyčerpáním a zatížením tak dobře jako u společností jako MOS Technology a na konci roku 1976 se stále potýkaly s výnosy. Do příštího roku čipy jako 6502 a Z80 dosáhly produkčního tempa a EA9002 stále neměly žádné významné designové výhry . Společnost to nakonec vzdala a linku zrušila v listopadu 1977. Finančně problémová společnost Electronic Arrays koupila společnost NEC příští rok a později se v roce 1981 spojila s NEC Electronics USA spolu s dalšími dvěma dceřinými společnostmi NEC.

Jedna elektronická společnost, Pro-Log Corporation of Monterey, Kalifornie , používala 9002 v jednodeskovém počítači na začátku roku 1977. V prvním vydání An Introduction to Microcomputers Adam Osborne věnoval kapitolu 9002. Popsal jej jako kombinace Fairchild F8 a RCA COSMAC v tom, že měl zápisníkovou paměť a celkovou koncepci F8 s více univerzálními registry COSMAC. Avšak v době, kdy bylo v roce 1977 publikováno druhé vydání, byly kapitoly týkající se EA9002 a Rockwell PPS-8 odstraněny, protože první verze byla zrušena a druhá nikdy nebyla vydána.

Popis

Programovací model

9002 měl 55 instrukcí, vzorovaných na Intel 4040 . Většina z nich byla ve formátu s jednou adresou, v tomto případě byl operační kód instrukce normálně rozdělen na dva, se čtyřmi bity specifikujícími operaci a dalšími čtyřmi registr. Například instrukce ADD měla nejvýznamnější bity (MSB) "06" a čtyři nejméně významné bity (LSB) specifikovaly, který z registrů se má přidat do akumulátoru, 0 až 7. SUB také používal čtyři MSB jako "06", ale čtyři LSB byly 8 až F (hexidecimální).

Existoval pouze malý počet dvoubajtových instrukcí, typicky pro specifikaci adresy nebo použití okamžité hodnoty. Například LAI (operační kód 0D ) nahraje okamžitou hodnotu do akumulátoru a následuje druhý bajt s 8bitovou okamžitou hodnotou. LRI udělal totéž pro ostatní registry, přičemž LSB označovaly, který registr použít. Skoky a větve také používaly dvoubajtový formát a poskytovaly offset adresy v rámci „stránky“. Stejně tak IRJ a DRJ , které inkrementovaly nebo dekrementovaly vybraný registr a poté skočily, pokud byl nenulový. Druhý bajt určoval umístění skoku.

Adresování se normálně provádělo ve dvou krocích, jeden pro načtení spodních 8 bitů adresy do jednoho z "obecných" registrů a poté pro načtení nejvýznamnějších 4 bitů adresy do "registru stránky" . V úvodním materiálu je použit tento příklad: 

LAI 08    ; LAI=load-acc-immediate - copy the page number, 8, into the accumulator
CAP 4     ; CAP=copy-acc-to-page-register - store that 8 in the page part of register 4
LRI 4, 00 ; LRI=load-reg-immediate - load the value 0 into the lower part of register 4

Tím se nastaví adresa v registru 4 na první místo na stránce 8. Data pak mohou být načtena nebo uložena do akumulátoru pomocí INP ut nebo OUT put a specifikací registru 4 v LSB.

Samostatné instrukce byly také potřeba pro čtení a zápis interní scratch RAM, která jinak fungovala jako externí paměť a musela být načtena a uložena přes akumulátor pomocí RDS a WRS . Zajímavou vlastností je, že zápisník lze také použít přímo jako operand pro operace sčítání a odečítání pomocí operací ADS a SUS , čímž se vyhnete nutnosti načítat hodnotu do akumulátoru, ukládat ji do registru a poté sčítat.

Aritmetická logická jednotka (ALU) podporovala jak binární, tak sbalenou binární kódovanou desítkovou (BCD) matematiku, jak bylo běžné pro éru. Tato možnost byla zapnuta pomocí SED a vypnuta pomocí SEB .

Další poznámky

9002 normálně běžel na 4 MHz. Bylo hlášeno, že má načtení a provedení instrukce 2 mikrosekundy, ačkoli jiný zdroj uvádí 3,2 mikrosekundy pro jednobajtové instrukce a 6,4 mikrosekundy pro dvoubajtové instrukce.

Podpůrné systémy

Protože systém nebyl vyvíjen příliš dlouho, než byl zrušen, bylo k dispozici jen málo podpůrných čipů. EA měla řadu ROM a statickou RAM a přibližně ve stejnou dobu představila novou 32x1 (4 kB) ROM, která byla často ilustrována jako použití s ​​9002. Jediný IC ovladače, který představili, byl 99klávesový řadič klávesnice EA2000. .

Vývoj byl prováděn pomocí makro assembleru běžícího na IBM System/360 , který byl také dostupný online s National CSS . Součástí balení byl emulátor systému a k dispozici byla i jednoduchá startovací deska. ASM/GEN a SIM/GEN, systémy pro vývoj pro cross-assemblery a simulátory ve FORTRAN IV , podporovaly EA9002 jako cíl.

Poznámky

Reference

Citace

Bibliografie