Motorola 6800 - Motorola 6800

Motorola 6800
Mikroprocesor Motorola MC6800.jpg
Mikroprocesor Motorola MC6800
Obecná informace
Spuštěno 1974 ; Před 47 lety ( 1974 )
Běžní výrobci
Výkon
Max. Taktovací frekvence CPU 1 MHz až 2 MHz
Šířka dat 8
Šířka adresy 16
Architektura a klasifikace
Instrukční sada 6800
Instrukce 72
Fyzické specifikace
Tranzistory
Balíčky
Dějiny
Nástupce

6800 ( „ 60 - 800 “) je 8-bitový mikroprocesor navržen a poprvé vyrábí Motorola v roce 1974. MC6800 mikroprocesor byl součástí M6800 mikropočítačem, který také sériové a paralelní rozhraní IO , RAM , ROM a další podporu bramborové hranolky. Významným konstrukčním prvkem bylo, že rodina integrovaných obvodů M6800 vyžadovala pouze jeden pětivoltový napájecí zdroj v době, kdy většina ostatních mikroprocesorů vyžadovala tři napětí. Mikropočítačový systém M6800 byl oznámen v březnu 1974 a v plné produkci byl do konce téhož roku.

6800 má 16bitovou adresovou sběrnici, která má přímý přístup k 64 kB paměti, a 8bitovou obousměrnou datovou sběrnici. Má 72 instrukcí se sedmi režimy adresování pro celkem 197 operačních kódů . Původní MC6800 mohl mít taktovací frekvenci až 1 MHz. Pozdější verze měly maximální taktovací frekvenci 2 MHz.

Kromě integrovaných obvodů poskytla Motorola také kompletní systém pro vývoj jazyka sestavení . Zákazník mohl software použít na vzdáleném počítači s časovým sdílením nebo na vlastním minipočítačovém systému. Motorola EXORciser byl stolní počítač s integrovanými obvody M6800, které bylo možné použít k prototypování a ladění nových návrhů. Rozsáhlý dokumentační balíček obsahoval datové listy na všech integrovaných obvodech, dva manuály k programovacímu jazyku pro sestavení a 700stránkový aplikační manuál, který ukázal, jak navrhnout počítačový terminál v místě prodeje .

6800 byl populární v počítačových periferiích , aplikacích testovacích zařízení a terminálech v místě prodeje. Rovněž našel využití v arkádových hrách a hracích automatech. MC6802, představený v roce 1977, obsahoval 128 bajtů RAM a interní hodinový oscilátor na čipu. MC6801 a MC6805 obsahovaly RAM, ROM a I/O na jednom čipu a byly populární v automobilových aplikacích. Motorola 6809 byl aktualizován kompatibilní konstrukce.

Dějiny

Historie společnosti Motorola v polovodičích

Motorola začala vyrábět polovodiče v 50. letech minulého století.

Společnost Galvin Manufacturing Corporation byla založena v roce 1928; v roce 1947 byl název společnosti změněn na Motorola. V roce 1955 zahájili komerční výrobu tranzistorů v novém zařízení za 1,5 milionu USD ve Phoenixu.

Tranzistory a integrované obvody společnosti Motorola byly použity interně pro jejich komunikační, vojenské, automobilové a spotřební zboží a byly také prodány jiným společnostem. V roce 1973 měla divize Semiconductor Products Division (SPD) tržby 419 milionů USD a byla druhou největší polovodičovou společností po Texas Instruments .

Na počátku 70. let zahájila společnost Motorola projekt, který vyvinul jejich první mikroprocesor MC6800. Následovaly jednočipové mikrokontroléry jako MC6801 a MC6805.

Vývojářský tým

Blokové schéma mikropočítačového systému M6800

Motorola nezaznamenala vývoj mikroprocesoru 6800 tak, jak to udělal Intel pro jejich mikroprocesory. V roce 2008 provedlo Muzeum počítačové historie rozhovor se čtyřmi členy týmu 6800 návrhářů mikroprocesorů. Jejich vzpomínky mohou být potvrzeny a rozšířeny o časopisy a časopisy psané v té době.

Projekt mikroprocesoru Motorola začal v roce 1971 týmem složeným z designéra Toma Bennetta, technického ředitele Jeffa LaVella, obchodníka s produkty Link Young a návrhářů systémů Mike Wiles, Gene Schriber a Doug Powell. Všichni se nacházeli v Mese v Arizoně ve větším Phoenixu . V době, kdy byl projekt dokončen, měl Bennett 17 designérů čipů a lidí s rozvržením, kteří pracovali na pěti čipech. LaVell měl 15 až 20 systémových inženýrů a existovala další skupina inženýrských aplikací podobné velikosti.

Tom Bennett měl zkušenosti s průmyslovými kontrolami a pracoval pro Victor Comptometer v šedesátých letech minulého století při navrhování první elektronické kalkulačky pro použití integrovaných obvodů MOS, Victor 3900. V květnu 1969 ukázal Ted Hoff Bennettovi raná schémata Intel 4004, aby zjistil, zda by splňovala jejich kalkulačka potřebuje. Bennett se ke společnosti Motorola připojil v roce 1971, aby navrhl integrované obvody kalkulačky. Brzy byl přidělen jako hlavní architekt mikroprocesorového projektu, který produkoval 6800. Ostatní si vzali úvěr na konstrukci 6800. V září 1975 Robert H. Cushman , editor mikroprocesorů časopisu EDN , rozhovoril Chucka Peddle o novém mikroprocesoru 6502 společnosti MOS Technology . Cushman poté požádal „Toma Bennetta, hlavního architekta modelu 6800“, aby se vyjádřil k tomuto novému konkurentovi. Po 6800 projektech Bennett pracoval na automobilových aplikacích a Motorola se stala hlavním dodavatelem mikroprocesorů používaných v automobilech.

Jeff LaVell nastoupil do společnosti Motorola v roce 1966 a pracoval v marketingové organizaci počítačového průmyslu. LaVell dříve pracoval pro Collins Radio na svém počítači C8500, který byl postaven s integrovanými obvody ECL v malém měřítku . V roce 1971 vedl skupinu, která zkoumala potřeby svých stávajících zákazníků, jako jsou Hewlett-Packard , National Cash Register , Control Data Corporation (CDC) a Digital Equipment Corporation (DEC). Prostudovali by produkty zákazníka a pokusili by se identifikovat funkce, které by bylo možné implementovat do větších integrovaných obvodů za nižší cenu. Výsledkem průzkumu byla rodina 15 stavebních bloků; každý mohl být implementován v integrovaném obvodu. Některé z těchto bloků byly implementovány v původním vydání M6800 a další byly přidány v průběhu několika příštích let. Aby bylo možné vyhodnotit architekturu 6800 během návrhu čipu, LaVellův tým postavil ekvivalentní obvod pomocí 451 malých TTL integrovaných obvodů na pěti deskách plošných spojů 10 x 10 palců (25 x 25 cm). Později to snížili na 114 integrovaných obvodů na jedné desce pomocí ROM a logických zařízení MSI (integrace středního měřítka).

John Buchanan byl návrhář paměti v Motorole, když ho Bennett požádal, aby navrhl zdvojovač napětí pro 6800. Typické n -kanálové MOS IC vyžadovaly tři napájecí zdroje: -5 voltů, +5 voltů a +12 voltů. Rodina M6800 měla používat pouze jeden, +5 voltů. Bylo snadné odstranit napájení -5 voltů pomocí interního měniče napětí , ale logika režimu vylepšení také potřebovala napájení 10 až 12 voltů. Aby se to vyřešilo, návrh přidal zdvojovač napětí na čipu. Buchanan provedl návrh, analýzu a rozvržení obvodu pro mikroprocesor 6800. Získal patenty na zdvojovač napětí a rozložení 6800 čipů. Rod Orgill pomáhal Buchananovi s analýzami a rozložením 6800 čipů. Později Orgill navrhl mikroprocesor MOS Technology 6501, který byl kompatibilní s 6800.

Bill Lattin nastoupil do společnosti Motorola v roce 1969 a jeho skupina poskytla nástroje počítačové simulace pro charakterizaci nových obvodů MOS v roce 6800. Lattin a Frank Jenkinsovi se zúčastnili UC Berkeley a studovali simulátory počítačových obvodů u Donalda Pedersona , konstruktéra obvodového simulátoru SPICE . Simulátor Motorola, MTIME, byl pokročilou verzí simulátoru obvodu TIME, který Jenkins vyvinul v Berkeley. Skupina publikovala v roce 1973 technický dokument „Modelování zařízení MOS pro počítačovou implementaci“, který popisuje „5-V jednokanálovou n-kanálovou technologii“ pracující na frekvenci 1 MHz. Mohli simulovat obvod 50 MOSFET na sálovém počítači IBM 370/165. V listopadu 1975 se Lattin připojil k Intelu, aby pracoval na jejich mikroprocesoru příští generace.

Bill Mensch nastoupil do společnosti Motorola v roce 1971 po absolvování University of Arizona. Než získal titul BSEE, pracoval několik let jako elektronický technik. První rok ve společnosti Motorola byla série tříměsíčních rotací ve čtyřech různých oblastech. Mensch vytvořil vývojový diagram pro modem, který se stane 6860. Pracoval také na aplikační skupině, která definovala systém M6800. Po tomto výcvikovém roce byl přidělen do vývojového týmu 6820 Peripheral Interface Adapter (PIA). Mensch byl hlavním přispěvatelem k návrhu tohoto čipu a obdržel patent na rozvržení IC a byl jmenován spoluzakladatelem dalších sedmi patentů systému M6800. Později Mensch navrhne mikroprocesor MOS Technology 6502 .

MIKBUG byl součástí rozsáhlé podpory mikropočítačů M6800 vyvinutých společností Motorola Application Engineering Group.

Mike Wiles byl konstruktér ve skupině Jeffa LaVella a uskutečnil řadu návštěv zákazníků s Tomem Bennettem během fáze definice produktu 6800. Je uveden jako vynálezce na osmnácti 6800 patentech, ale je nejlépe známý pro počítačový program MIKBUG . Jednalo se o monitor počítačového systému 6800, který uživateli umožnil prozkoumat obsah paměti RAM a ukládat nebo načítat programy na pásku. Tento 512 bajtový program zabíral polovinu paměti MCM6830 ROM. Tato ROM byla použita v sadě pro hodnocení návrhu Motorola MEK6800 a raných hobby počítačových sadách. Wiles zůstal u společnosti Motorola, přestěhoval se do Austinu a pomohl navrhnout mikrokontrolér MC6801, který byl vydán v roce 1978.

Chuck Peddle se připojil k návrhovému týmu v roce 1973 poté, co byl proveden návrh procesoru 6800, ale přispěl k celkovému návrhu systému a několika periferních čipů, zejména paralelního rozhraní 6820 (PIA). Peddle je uveden jako vynálezce na šestnácti patentech Motorola, většina z nich má šest nebo více spoluvynálezců. Stejně jako ostatní inženýři v týmu, Peddle navštívil potenciální zákazníky a vyžádal si jejich zpětnou vazbu. Peddle a John Buchanan postavili jednu z prvních 6800 demonstračních tabulí. V srpnu 1974 Chuck Peddle opustil Motorolu a připojil se k malé polovodičové společnosti v Pensylvánii, MOS Technology . Tam vedl tým, který navrhl rodinu 6500 mikroprocesorů.

Mikroprocesorový design MC6800

Mikroprocesor Motorola MC6800 registruje a I/O linky
Registrace Motorola 6800
1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 (bitová pozice)
Hlavní registry
  A akumulátor
  B B akumulátor
Rejstříkové registry
IX I ndex registrovat
SP S tack P ointer
Počitadlo programů
PC P rogram  C ounter
Stavový registr
  1 1 H N. Z PROTI C Vlajky

Motorola 6800 a Intel 8080 byly navrženy současně a funkčně si byly podobné. 8080 bylo rozšířením a vylepšení Intel 8008, což byla zase implementace LSI návrhu CPU založeného na TTL použitém v Datapoint 2200 . Architektura 6800 byla designem LSI kompatibilním s TTL po vzoru procesoru DEC PDP-11 .

6800 měl 8bitovou obousměrnou datovou sběrnici, 16bitovou sběrnici adres, která mohla adresovat 64 kB paměti, a byl dodáván se 40pólovým DIP balíčkem. 6800 měl dva 8bitové akumulátory, 16bitový indexový registr a 16bitový ukazatel zásobníku. Režim přímého adresování, často známý jako nulová stránka v jiných procesorech, umožňoval rychlý přístup k prvních 256 bajtů paměti. I/O zařízení byla adresována jako paměť, takže neexistovaly žádné speciální I/O instrukce. Když byl 6800 resetován, načtlo čítač programu z nejvyšší adresy a zahájilo spouštění na tam uloženém místě paměti.

6800 měl třístavové řízení, které by deaktivovalo sběrnici adres, aby umožnilo přímému přístupu do jiné zařízení jinému zařízení . Řadič disket například mohl načítat data do paměti, aniž by vyžadoval jakoukoli podporu ze strany CPU. Bylo dokonce možné mít dva 6800 procesorů přístup ke stejné paměti. V praxi však systémy takové složitosti obvykle vyžadovaly použití externích přijímačů sběrnice k řízení systémové sběrnice; v takových obvodech bylo řízení sběrnice na procesoru zcela deaktivováno ve prospěch využití podobných schopností sběrnicového transceiveru. Naproti tomu 6802 upustil od tohoto ovládání na čipu úplně, aby uvolnil piny pro další funkce ve stejném 40pólovém balení jako 6800, ale této funkce bylo stále možné dosáhnout pomocí externího sběrnicového transceiveru.

Integrované obvody MOS obvykle používaly v 70. letech dva signály s hodinami ( dvoufázové hodiny ). Ty byly generovány externě pro 6800, 6800 měl minimální taktovací frekvenci 100 kHz a zpočátku běžel maximální rychlostí 1 MHz. Vyšší rychlostní verze 6800 byly vydány v roce 1976.

Ostatní divize společnosti Motorola vyvinuly komponenty pro rodinu M6800. Oddělení Components Products navrhlo dvoufázový taktovací obvod MC6870 a skupina Memory Products poskytla celou řadu ROM a RAM. Generátor bitových rychlostí MC14411 skupiny CMOS poskytl pro sériové rozhraní MC6850 hodiny 75 až 9600 baudů . Vyrovnávací paměti pro adresové a datové sběrnice byly standardními produkty Motorola. Motorola by mohla dodávat všechny integrované obvody, tranzistory a diody nutné k sestavení počítače na bázi MC6800.

Integrované obvody MOS

Křemíková oplatka s mnoha čipy s integrovanými obvody

Čipy MOS (metal-oxid – semiconductor) první generace používaly p-kanálové tranzistory s efektem pole, známé jako p-kanálové MOSFETy (p-kanál popisuje konfiguraci tranzistoru). Tyto integrované obvody byly použity v kalkulačkách a v prvním mikroprocesoru Intel 4004. Jejich výroba byla snadná, ale jejich připojení k populárním digitálním logickým obvodům TTL bylo pomalé a obtížné . N-kanálový integrovaný obvod MOS mohl pracovat dvakrát nebo třikrát rychleji a byl kompatibilní s TTL. Jejich výroba byla mnohem obtížnější kvůli zvýšené citlivosti na kontaminaci, která vyžadovala ultra čistou výrobní linku a pečlivé řízení procesu. Motorola neměla produkční schopnost M-kanálu s nkanálovým kanálem a musela ji vyvinout pro rodinu 6800.

Integrované obvody MOS testů n-kanálových motorů společnosti Motorola byly dokončeny na konci roku 1971 a ty naznačovaly, že taktovací frekvence bude omezena na 1 MHz. Ty používaly tranzistory MOS „vylepšeného režimu“. Existovala novější technologie výroby, která používala jako zátěž tranzistory MOS „režimu vyčerpání“, což umožňovalo menší a rychlejší obvody (toto bylo také známé jako vyčerpání zatížení nMOS ). Zpracování „režimu vyčerpání“ vyžadovalo další kroky, takže se Motorola rozhodla zůstat u „režimu vylepšení“ pro nový design jednoho napájecího napětí. Taktovací frekvence 1 MHz znamenala, že návrháři čipů budou muset přijít s několika architektonickými inovacemi, aby urychlili propustnost mikroprocesoru. Tyto výsledné obvody byly rychlejší, ale vyžadovaly větší plochu na čipu.

V sedmdesátých letech byly polovodiče vyráběny na silikonových oplatkách o průměru 3 palce (75 mm) . Každá oplatka mohla produkovat 100 až 200 čipů nebo matric s integrovaným obvodem. Technická literatura uvádí délku a šířku každého čipu v „mils“ (0,001 palce). Současnou průmyslovou praxí je uvádět oblast čipů. Zpracování oplatek vyžadovalo několik kroků a během každého kroku se na různých místech oplatky objevovaly nedostatky. Čím je čip větší, tím je pravděpodobnější, že narazí na závadu. U třísek větších než 160 mm (4 mm) na straně strmě klesl procento pracovních třísek neboli výnos.

Cílová velikost 6800 bylo 180 mil (4,6 mm) na každé straně, ale konečná velikost byla 212 mil (5,4 mm) o ploše 29,0 mm 2 . Při 180 mils bude 3palcová (76 mm) oplatka pojmout asi 190 čipů, 212 mils to sníží na 140 čipů. Při této velikosti může být výnos 20% nebo 28 čipů na oplatku. Výroční zpráva společnosti Motorola 1975 zdůrazňuje nový mikroprocesor MC6800, ale obsahuje několik odstavců o „problémech s výtěžností MOS“. Problém s výtěžností byl vyřešen revizí návrhu zahájenou v roce 1975, aby byl v zařízeních rodiny M6800 použit režim vyčerpání. 6800 die velikost byla snížena na 160 mil (4 mm) na každé straně o ploše 16,5 mm 2 . To také umožnilo rychlejší taktování, MC68A00 by fungoval na 1,5 MHz a MC68B00 na 2,0 MHz. Nové díly byly k dispozici v červenci 1976.

Představení rodiny M6800

Časná reklama na mikropočítačový systém rodiny Motorola M6800

07.03.1974 vydání Electronics měl dvoustránkový příběh o mikroprocesoru Motorola MC6800 spolu s adaptérem periferního rozhraní MC6820, adaptérem komunikačního rozhraní MC6850, 128 bajtovou pamětí MCM6810 a 1024 bajtovou pamětí MCM6830. Poté následoval osmistránkový článek v čísle z 18. dubna 1974, napsaný designérským týmem Motorola. Tento problém také obsahoval článek představující Intel 8080.

Procesory Intel 8080 i Motorola MC6800 se začaly rozkládat kolem prosince 1972. První fungující čipy 8080 byly vyrobeny v lednu 1974 a první veřejné oznámení bylo v únoru 1974. Procesor 8080 používal stejný tří napěťový proces NOS M-kanálu jako stávající paměťové čipy společnosti Intel umožnění zahájení plné produkce v dubnu.

První funkční čipy MC6800 byly vyrobeny v únoru 1974 a vybraným zákazníkům byly předány technické vzorky. Hewlett-Packard v Lovelandu v Coloradu chtěl MC6800 pro novou stolní kalkulačku a do června měl fungovat prototypový systém. MC6800 použil nový jednonapěťový N-kanálový proces MOS, který se ukázal jako velmi obtížně implementovatelný. Mikropočítačový systém M6800 byl konečně ve výrobě v listopadu 1974. Motorola odpovídala ceně Intelu za jeden mikroprocesor, 360 dolarů. ( IBM System/360 byl v té době dobře známým počítačem.) V dubnu 1975 byla za 300 $ nabízena designová sada mikropočítače MEK6800D1. Sada obsahovala všech šest čipů z rodiny M6800 plus aplikační a programovací manuály. Cena jednoho mikroprocesoru MC6800 byla 175 USD.

Link Young byl obchodník s produkty, který vyvinul celkový systémový přístup pro vydání rodiny M6800. Kromě vydání úplné sady podpůrných čipů s mikroprocesorem 6800 společnost Motorola nabídla systém pro vývoj softwaru a hardwaru. Nástroje pro vývoj softwaru byly k dispozici na vzdálených počítačích se sdílením času nebo byl k dispozici zdrojový kód, takže zákazník mohl použít vlastní počítačový systém. Software, který by běžel na mikroprocesorovém systému, byl obvykle napsán v jazyce sestavení. Vývojový systém se skládal z textového editoru, assembleru a simulátoru. To vývojáři umožnilo otestovat software před dokončením cílového systému. Hardwarovým vývojem byl stolní počítač s procesorem řady M6800 a periferiemi známými jako EXORcisor. Motorola nabídla tří až pětidenní kurz návrhu mikroprocesoru pro hardware a software 6800. Tento systémově orientovaný přístup se stal standardním způsobem, jakým byl představen nový mikroprocesor.

Rozchod designového týmu

Hlavní konstrukční úsilí o rodinu M6800 bylo dokončeno v polovině roku 1974 a mnoho inženýrů skupinu nebo společnost opustilo. K rozpadu skupiny návrhářů vedlo několik faktorů.

Motorola otevřela nové polovodičové zařízení MOS v texaském Austinu. Celý inženýrský tým se tam měl přesídlit v roce 1975. Mnoha zaměstnancům se líbilo bydlet na předměstí Phoenixu v Mese a byli velmi opatrní, když se přestěhovali do Austinu. Vedoucí týmů neuspěli se svými prosbami u vyššího vedení o odložení tohoto kroku.

V polovině roku 1974 zasáhla polovodičový průmysl recese, což mělo za následek tisíce propouštění. Vydání časopisu Electronics z listopadu 1974 uvádí, že Motorola propustila 4500 zaměstnanců, Texas Instruments 7 000 a Signetics 4 000. Divize Motorola Semiconductor Products by v příštích 12 měsících přišla o třicet milionů dolarů a šuškalo se, že skupina IC bude odprodána. Motorola divizi neprodala, ale změnila vedení a organizaci. Do konce roku 1974 Intel propustil téměř třetinu z 3 500 zaměstnanců. Podnikání MOS IC se odrazilo, ale bezpečnost práce nebyla v letech 1974 a 1975 považována za samozřejmost.

Chuck Peddle (a další inženýři společnosti Motorola) byli na návštěvě u zákazníků, aby vysvětlili výhody mikroprocesorů. Intel i Motorola původně stanovily cenu jednoho mikroprocesoru na 360 dolarů. Mnoho zákazníků váhalo s přijetím této nové mikroprocesorové technologie s tak vysokou cenou. (Skutečná cena za produkční množství byla mnohem nižší.) V polovině roku 1974 Peddle navrhl zjednodušený mikroprocesor, který by se dal prodat za mnohem nižší cenu. Strategie „celkové rodiny produktů“ společnosti Motorola se nezaměřovala na cenu MPU, ale na snížení celkových nákladů na design zákazníka. Jejich bezprostředním cílem bylo dostat jejich dokončený systém do výroby a v roce 1975 by pracovali na vylepšeních.

Úvodní reklama na mikroprocesor MOS Technology MCS6501 v srpnu 1975

Peddle pokračoval v práci pro Motorolu a hledal investory pro svůj nový koncept mikroprocesoru. V srpnu 1974 Chuck Peddle opustil Motorolu a připojil se k malé polovodičové společnosti v Pensylvánii, MOS Technology. Za ním následovalo dalších sedm inženýrů Motorola: Harry Bawcum, Ray Hirt, Terry Holdt, Mike James, Will Mathis, Bill Mensch a Rod Orgill. Skupina Peddle ve společnosti MOS Technology vyvinula dva nové mikroprocesory, které byly kompatibilní s periferními čipy Motorola, jako je 6820 PIA. Rod Orgill navrhl procesor MCS6501, který by se zapojil do zásuvky MC6800, a Bill Mensch vytvořil MCS6502, který měl obvod generování hodin na čipu. Tyto mikroprocesory by nespustily 6800 programů, protože měly jinou architekturu a sadu instrukcí. Hlavním cílem byl mikroprocesor, který by se prodával za méně než 25 dolarů. Toho by bylo dosaženo odstraněním nepodstatných funkcí za účelem zmenšení velikosti čipu. Místo 16bitového byl použit 8bitový ukazatel zásobníku. Druhý akumulátor byl vynechán. Vyrovnávací paměti adres neměly třístavový režim pro přenos dat DMA (Direct Memory Access). Cílem bylo snížit velikost čipu na 3,9 mm x 4,3 mm na 153 mil x 168 mil.

Chuck Peddle byl velmi efektivním mluvčím a mikroprocesory technologie MOS byly v odborném tisku rozsáhle pokryty. Jedním z prvních byl celostránkový příběh o mikroprocesorech MCS6501 a MCS6502 v časopise Electronics z 24. července 1975 . Příběhy také běžely v EE Times (24. srpna 1975), EDN (20. září 1975), Electronic News (3. listopadu 1975) a Byte (listopad 1975). Inzeráty na 6501 se objevily v několika publikacích první týden v srpnu 1975. 6501 by byly k prodeji na veletrhu WESCON v San Francisku, 16. – 19. Září 1975, za 20 $ za kus. V září 1975 obsahovaly reklamy jak mikroprocesory 6501, tak 6502. 6502 by stál jen 25 dolarů.

Motorola reagovala na mikroprocesor MOS Technology ve výši 20 USD okamžitým snížením jednotkové ceny mikroprocesoru 6800 ze 175 na 69 USD a poté žalovala MOS Technology v listopadu 1975. Motorola tvrdila, že osm bývalých inženýrů Motorola použilo při návrhu technických informací vyvinutých společností Motorola mikroprocesory 6501 a 6502. Další činnost MOS Technology, čipy kalkulačky, klesala kvůli cenové válce s Texas Instruments, takže se jejich finanční podporovatel Allen-Bradley rozhodl omezit možné ztráty a prodal aktiva MOS Technology zpět zakladatelům. Soudní spor byl urovnán v dubnu 1976, kdy technologie MOS upustila čip 6501, který by se zapojil do zásuvky Motorola 6800, a licencoval periferní čipy Motorola. Motorola snížila jednotkovou cenu 6800 na 35 USD.

Žaloba MOS Technology vs. Motorola vyvinula v průběhu let příběh Davida a Goliáše . Jedním z bodů bylo, že Motorola neměla na tuto technologii patenty. To byla technicky pravda, když byla žaloba podána koncem roku 1975. 30. října 1974, před vydáním 6800, Motorola podala řadu patentových přihlášek na rodinu mikroprocesorů a následně bylo uděleno přes dvacet patentů. První byl pro Toma Bennetta 8. června 1976 pro interní sběrnici adres 6800. Druhým byl Bill Mensch 6. července 1976 za uspořádání čipů 6820. Mnoho z těchto patentů pojmenovalo několik odcházejících inženýrů jako spoluvynálezce. Tyto patenty se týkaly sběrnice 6800 a způsobu, jakým byly periferní čipy propojeny s mikroprocesorem.

Přesuňte se do Austinu

Čipy rodiny M6800 byly přepracovány tak, aby používaly technologii režimu vyčerpání. Z MC6820 PIA se stal MC6821.

Když Motorola vypnula elektronickou jednotku hodinek, Gary Daniels navrhoval integrované obvody pro elektronické náramkové hodinky. Tom Bennett mu nabídl práci ve skupině mikroprocesorů v listopadu 1974. Bennett nechtěl opustit oblast Phoenixu, takže vývoj mikroprocesoru v Austinu řídil Gary Daniels. (Daniels byl vedoucím designu mikroprocesorů dalších deset let, než byl povýšen na viceprezidenta.)

Prvním úkolem bylo přepracovat 6800 MPU, aby se zlepšil výrobní výnos a aby fungoval rychleji. Tento návrh používal technologii režimu vyčerpání a byl interně známý jako MC6800D. Počet tranzistorů se zvýšil z 4000 na 5000, ale plocha matrice byla zmenšena z 29,0 mm 2 na 16,5 mm 2 (což umožnilo snížit cenu CPU na 35 $). Maximální taktovací frekvence pro vybrané části se zdvojnásobila na 2 MHz. Ostatní čipy v rodině M6800 byly také přepracovány tak, aby používaly technologii režimu vyčerpání. Adaptér periferního rozhraní měl mírnou změnu v elektrických charakteristikách I/O pinů, takže z MC6820 se stal MC6821. Tyto nové IC byly dokončeny v červenci 1976.

Nový čip generátoru hodinových hodin MC6875 byl vydán v roce 1977. Nahradil hybridní IC MC6870 za 35 $. MC6875 byl dodáván v 16pólovém dipovém balení a mohl používat křemenný krystal nebo odporovou kondenzátorovou síť.

Další projekt zahrnoval 128 bajtů paměti RAM a generátor hodin do jednoho 11 000 tranzistorového čipu. Mikroprocesor MC6802 byl vydán v březnu 1977. Doprovodný čip MC6846 měl 2048 bajtů ROM, 8bitový obousměrný port a programovatelný časovač. Jednalo se o dvoučipový mikropočítač. 6802 má oscilátor na čipu, který k výrobě dvoufázového taktu 1 MHz využívá externí 4 MHz křemenný krystal. Interní 128 bajtů RAM bylo možné deaktivovat uzemněním kolíku a zařízení s vadnou pamětí RAM se prodávalo jako MC6808.

Série periferních čipů byla zavedena v roce 1978. Programovatelný čítač MC6840 měl tři 16bitové binární čítače, které bylo možné použít pro měření frekvence, počítání událostí nebo měření intervalů. MC6844 Direct Memory Access Controller mohl přenášet data z I/O řadiče do RAM bez načítání mikroprocesoru MC6800. MC6845 CRT Controller (CRTC) poskytl řídicí logiku pro znakový počítačový terminál. 6845 měl podporu pro světelné pero , alternativu k počítačové myši.

MC6845 byl velmi populární čip: byl dokonce použit v původním IBM Monochrome Display Adapter a původním IBM Color Graphics Adapter pro IBM PC a nástupce, kde byl 6845 použit s procesorem Intel 8088. V době embarg na technologii studené války byl v Bulharsku vyroben 6845 klon s názvem CM607. Pozdější karta IBM Enhanced Graphics Adapter (EGA) obsahovala vlastní čip IBM (EGA CRTC), který nahradil Motorolu 6845 a přidal mnoho vylepšení, většinou kompatibilním způsobem. IBM Video Graphics Array (VGA), který se stal všudypřítomný (do té míry, že je stále napodobován jako základní funkčnost většiny moderních PC grafického adaptéru čipů) obsahuje kompatibilní blízko-nadmnožinu EGA CRTC, ještě většinou kompatibilní s MC6845 (ale v tomto okamžiku bez podpory světelného pera, kterou si EGA CRTC ponechal).

MC6801 byl jednočipový mikropočítač (dnes by se mu také říkalo mikrokontrolér) s procesorem 6802 se 128 bajty RAM, 2 KB ROM, 16bitovým časovačem, 31 programovatelnými paralelními I/O řádky a sériovým přístav. (MC6803 byl stejný bez ROM a s menším počtem různých konfigurací sběrnice.) Mohl také použít I/O linky jako datové a adresové sběrnice pro připojení ke standardním perifériím M6800. 6801 by spustilo 6800 kódů, ale mělo deset dalších instrukcí a doba provádění klíčových instrukcí byla zkrácena. Dva 8bitové akumulátory by mohly fungovat jako jediný 16bitový akumulátor pro sčítání, odčítání a násobení s dvojitou přesností. Původně byl navržen pro použití v automobilovém průmyslu, přičemž hlavním zákazníkem byl General Motors. První aplikací byl palubní počítač pro Cadillac Seville z roku 1978. Tento 35 000 tranzistorový čip byl příliš drahý na široké použití v automobilech, proto byl navržen jednočipový mikropočítač MC6805 se sníženou funkcí.

MC6801 byl jedním z prvních mikroprocesorů s instrukcí násobení.

Hitachi HD6303 (nezaměňovat s Hitachi 6309 ) je druhým zdrojem reimplementace Motorola MC6803 s několika dalšími instrukcemi a mírně rychlejší implementací instrukce násobení 8x8. Hitachi HD6303 je použit v prvním PDA, Psion Organizer z roku 1984 . Hitachi HD6303 byl také použit v roce 1983 „Pocket Telex“.

MC 6809 byl nejpokročilejší 8bitový mikroprocesor vyráběný společností Motorola. Měla novou instrukční sadu, která byla podobná 6800, ale opuštěná kompatibilita operačního kódu pro lepší výkon a jazykovou podporu na vysoké úrovni; 6809 a 6800 byly softwarově kompatibilní v tom, že montéři mohli (a obecně dělali) generovat kód, který byl ekvivalentní 6800 operačních kódů, které 6809 přímo neemuloval. V tomto smyslu byla 6809 směrem nahoru kompatibilní s 6800. 6809 měla dva 16bitové indexové registry, dva 16bitové ukazatele zásobníku a mnoho instrukcí k provádění 16bitových operací, včetně první 8bitové multiplikační instrukce (generující 16bitový produkt) v mikroprocesoru. Dalšími klíčovými body návrhu 6809 byla plná podpora jak kódu nezávislého na poloze ( kód objektu, který lze spustit kdekoli, kde je načten v paměti), tak kódu reentrant (kód objektu, který lze znovu vyvolat při přerušení nebo voláním rekurzivně), funkce, které byly dříve vidět pouze na mnohem větších počítačích, jako jsou mainframy IBM 360.

Použití v osobních počítačích

Počítačový systém SWTPC 6800, představený v listopadu 1975, byl založen na čipové sadě vyhodnocovací sady MEK6800.
MITS Altair 680

MITS Altair 8800 , první úspěšný osobní počítač, který se používá mikroprocesor Intel 8080 a byl vystupoval v lednu 1975 krytu Popular Electronics . První osobní počítače pomocí Motorola 6800 byl představen na konci roku 1975. Sphere Corporation of Bountiful, Utah provozoval čtvrt-stránkový inzerát do července 1975, vydání Radio-elektronika pro USD $ 650 počítačových kit s 6800 mikroprocesoru, 4 kB RAM , video deska a klávesnice. Na TV nebo monitoru by se zobrazilo 16 řádků po 32 znacích. Počítačové sady Sphere se začaly dodávat v listopadu 1975. Společnost Southwest Technical Products Corporation ze San Antonia v Texasu oficiálně oznámila svůj počítačový systém SWTPC 6800 v listopadu 1975. Wayne Green navštívil SWTPC v srpnu 1975 a popsal počítačovou soupravu SWTPC kompletní s fotografiemi fungujícího systému v čísle 73 z října 1975 . SWTPC 6800 byl založen na čipové sadě sady pro hodnocení designu Motorola MEK6800 a používal software MIKBUG ROM. MITS Altair 680 byl na obálce vydání Popular Electronics z listopadu 1975 . Altair 680 používal mikroprocesor 6800 a na rozdíl od stroje SWTPC měl také přední panel s přepínači a LED diodami. Původní návrh musel být revidován a první dodávky Altairu 680B proběhly v dubnu 1976.

Sphere byla malá začínající společnost a měla potíže s dodávkou všech produktů, které oznámila. V dubnu 1977. podali žádost o bankrot podle kapitoly 11. Altair 680B byl populární, ale společnost MITS zaměřila většinu zdrojů na svůj počítačový systém Altair 8800 a v roce 1978 opustili hobby trh. Počítač Southwest Technical Products byl nejúspěšnějším osobním počítačem na 6800 počítač. Další společnosti, například Smoke Signal Broadcasting (Kalifornie), Gimix (Chicago), Midwest Scientific (Olathe, Kansas) a Helix Systems (Hazelwood, Missouri), začaly vyrábět desky a kompletní systémy kompatibilní se sběrnicí SWTPC 6800. Technical Systems Consultants of West Lafayette, Indiana, dodávali páskový software pro počítače založené na 6800 (a později 6809) a poté, co byly dostupné diskové systémy, také operační systémy a software na disku. Systémy 8080 byly mnohem populárnější než 6800 systémů.

Grafický výpočetní systém Tektronix 4051 používal 6800 mikroprocesorů.

Tektronix 4051 Graphics Computing System byl představen v říjnu 1975. Jednalo se o profesionální stolní počítač, který měl 6800 mikroprocesor s až 32 KB uživatelské paměti RAM, 300 KB paměti magnetická páska, základní v ROM a 1024 o 780 grafickém displeji. Tektronix 4051 se prodával za 7 000 $ (ekvivalent 33 700 $ v roce 2020), spíše vyšší než osobní počítače využívající 6800 $.

Procesor 6800 byl také použit v herní konzoli APF MP1000 .

Architektura a instrukční sada 6800 byly pro začátečníky snadno pochopitelné a Heathkit vyvinul kurz mikroprocesoru a trenér ET3400 6800. Kurz a trenér si oblíbili jednotlivci i školy.

Motorola další generace 8bitové mikroprocesorové architektury, MC6809 (1979), nebyla binární kód kompatibilní s 6800, ale téměř veškerý montážní kód by se sestavil a běžel na 6809; 6800 rodinných periferních čipů fungovalo jako samozřejmost.

Příklad kódu

Následující zdrojový kód 6800 sestavovacího jazyka je pro podprogram pojmenovaný, memcpykterý kopíruje blok datových bytů dané velikosti z jednoho umístění do druhého. Datový blok je kopírován po jednom bajtu od nejnižší adresy po nejvyšší.

; memcpy --
; Copy a block of memory from one location to another.
; Called as a subroutine, note return to saved PC addr on exit
; Entry parameters
;      cnt - Number of bytes to copy
;      src - Address of source data block
;      dst - Address of target data block

cnt         dw      $0000       ; sets aside space for memory addr
src         dw      $0000       ; sets aside space for memory addr
dst         dw      $0000       ; sets aside space for memory addr

memcpy      public
            ldab    cnt+1       ;Set B = cnt.L
            beq     check       ;If cnt.L=0, goto check
loop        ldx     src         ;Set IX = src
            lda     ix          ;Load A from (src)
            inx                 ;Set src = src+1
            stx     src
            ldx     dst         ;Set IX = dst
            sta     ix          ;Store A to (dst)
            inx                 ;Set dst = dst+1
            stx     dst
            decb                ;Decr B
            bne     loop        ;Repeat the loop
            stab    cnt+1       ;Set cnt.L = 0
check       tst     cnt+0       ;If cnt.H=0,
            beq     done        ;Then quit
            dec     cnt+0       ;Decr cnt.H
            ; loop back and do 256*(cnt.H+1) more copies (B=0) 
            bra     loop        ;Repeat the loop
done        rts                 ;Return

Periferní zařízení

Seznam z „Součásti mikropočítače Motorola“, listopad 1978

Část Popis obraz
MCM6810 128 byte statická RAM Brožura
MC6820 Adaptér periferního rozhraní (PIA) Brožura
MC6821 Adaptér periferního rozhraní (PIA) Brožura
MC6828 Ovladač přerušení priority (PIC) Brožura
MCM6830 1024 bajtů ROM Brožura
MC6840 Programovatelný časovací modul (PTM) Brožura
MC6843 Řadič disket (FDC) Brožura
MC6844 Řadič přímého přístupu do paměti (DMAC) Brožura
MC6845 CRT ovladač (CRTC) Brožura
MC6846 Časovač ROM-I/O Brožura
MC6847 Video Display Generator (VDG)
MC68488 Univerzální adaptér rozhraní (GPIB) IEEE488 Brožura
MC6850 Adaptér asynchronního komunikačního rozhraní (ACIA) Brožura
MC6852 Synchronní sériový datový adaptér (SDAA) Brožura
MC6854 Advanced Data Link Controller (ADLC) Brožura
MC6859 Zařízení pro zabezpečení dat (DSD)
MC6860 0–600 bit/s digitální modem Brožura
MC6862 Modulátor 2400 bit/s Brožura
MC6870 Dvoufázové mikroprocesorové hodiny reklama
MC6875 Generátor hodin Brožura
MC6883 Multiplexor synchronní adresy (SAM)

Druhé zdroje

Běžným požadavkem pro výrobní společnosti bylo požadovat dva nebo více zdrojů pro každou část výrobků, které vyráběli. To zajistilo, že mohli získat díly, pokud měl dodavatel finanční problémy nebo katastrofu. Motorola původně vybrala společnost American Microsystems Inc (AMI) jako druhý zdroj pro rodinu M6800. Později byly přidány Hitachi, Fujitsu, Fairchild, Rockwell a Thomson Semiconductors.

Společnost Rochester Electronics byla v roce 2014 autorizována společností Freescale/Motorola k pokračování výroby jakékoli z 8bitových periferií a 8bitových procesorů této éry. Rochester se specializuje na plně autorizovanou duplikaci zařízení. Společnost Freescale poskytla všechny archivy návrhů zdrojů, které umožňují Rochester Electronics pro tento produkt a další. Na konci roku 2016 byl Rochester plně kvalifikován a odeslal procesor MC6802, MC6840 PTM a procesor MC6809 (včetně verzí MC68A09 a MC68B09) a lze jej zakoupit dodnes.

Orální historie

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy