National Semiconductor PACE - National Semiconductor PACE

Die PACE National Semiconductor (IPC-16A/500)

IPC-16A PACE společnosti National Semiconductor , zkratka pro „Processing and Control Element“, byla prvním komerčním jednočipovým 16bitovým mikroprocesorem , oznámeným koncem roku 1974. Jednalo se o jednočipovou implementaci jejich pětičipového IMP z počátku roku 1973 -16 architektura, která byla zase inspirována minipočítačem Data General Nova . K základnímu IMP-16 přidal PACE nový operační režim „byte mode“, který byl užitečný pro práci s 8bitovými daty, jako je text ASCII .

Implementováno v pMOS , jak bylo v té době běžné, vyžadovalo tři napájecí napětí a externí hodiny s dostatečným signálem pro řízení vnitřní logiky. Obvykle to dodával čip STE. Většina systémů PACE také vyžadovala čip BTE pro převod signálů vyššího vnitřního napětí na úrovně TTL používané zbytkem systému. Jeho multiplexovaná adresa a datové piny také vyžadovaly další logiku.

Ačkoli společnost National Semiconductor uzavřela smlouvy o druhém zdroji se společnostmi Signetics a Rockwell Semiconductor , ani jedna společnost nevyráběla design PACE. Po PACE následoval INS8900 , který měl stejnou architekturu, ale byl implementován v nMOS . Tato verze usnadnila elektrické rozhraní a také opravila několik chyb v logice PACE a zvýšila rychlost asi o 50%.

Popis

Fyzický

PACE byl zabalen do 40kolíkového dvojitého řadového balení (DIP), původně z keramiky.

Jak bylo založeno na logice pMOS , řada PACE vyžadovala tři napájecí napětí, +5V, +8V a -12V. Úroveň +8V byla normálně dodávána pomocí jednoduché elektroniky napájené linkou +5V, čímž se snížila složitost napájecího zdroje . Čip byl normálně poháněn pomocí externích 750 nanosekundových hodin (1,33 MHz) pomocí čipu System Timing Element, STE, aby produkoval signály požadované síly.

Jak to bylo založeno na pMOS pracujícím na třech napětích, propojení systému s běžnými zařízeními pracujícími na úrovních +5V [transistor-transistor logic | TTL]] nebylo triviální. Z tohoto důvodu systémy používající PACE obvykle obsahovaly obousměrný transceiverový prvek, BTE. To fungovalo ve spojení s BTE k vytvoření kompletní sady sběrnicových signálů při napětí TTL, které by pak mohly být použity pro snadné propojení s většinou současných zařízení, jako je SRAM . To stále vyžadovalo zařízení využívající k blokování adresy mezi cykly adresování, jako je hlavní paměť .

Vnitřní design

IMP-16 společnosti National Semiconductor byl inspirován Data General Nova, ale měl řadu rozdílů ve své ISA. Mezi nimi byla manipulace se čtyřmi 16bitovými registry procesorů . Na Nově byly první dvě registrátory, AC0 a AC1, akumulátory a používaly se pro většinu základních aritmatických a logických operací.

Ačkoli PACE běžel v té době relativně vysokou rychlostí hodin, architektura instrukční sady (ISA) byla implementována pomocí mikrokódu a multiplexovaná sběrnice vyžadovala dva cykly pro každý přístup k paměti. Výsledkem bylo, že dokončení typické instrukce trvalo přibližně 12 až 30 mikrosekund, takže byla přibližně stejná rychlost jako současné 8bitové procesory, jako je Intel 8080 . To stále poskytovalo výhodu při práci s většími daty, například v knihovně s pohyblivou řádovou čárkou , protože tato jediná instrukce dokázala zpracovat dvakrát více dat v rámci jedné operace.


Poznámky

Reference

Citace

Bibliografie

  • IPC-16A PACE , datový list National Semiconductor, Bitsavers (2018-01-06)
  • Abramovitz, Bob; Enger, Janice; Ingraham, Curtis; Jacobson, Susanna; McGuire, Patrick (1981). Osborne 16bitová mikroprocesorová příručka . Osborne/McGraw-Hill. ISBN 0-931988-43-8.