Der Motorola 6809 ist 8 Bit (mit ungefähr 16 Bit Eigenschaften) Mikroprozessor-Zentraleinheit von Motorola, der von Terry Ritter und Joel Boney und eingeführter 1978 entworfen ist. Es war ein Hauptfortschritt sowohl über seinen Vorgänger, Motorola 6800, als auch über die zusammenhängende MOS Technologie 6502.

Beschreibung

Unter den bedeutenden in den 6809 eingeführten Erhöhungen waren der Gebrauch von zwei 8-Bit-Akkumulatoren (A und B, der in ein einzelnes 16-Bit-Register, D verbunden werden konnte), zwei 16-Bit-Index-Register (X, Y) und zwei 16-Bit-Stapel-Zeigestöcke. Der Index und die Stapel-Register haben sehr fortgeschrittene Wenden-Weisen erlaubt. Das Programm-Gegenverhältniswenden hat die leichte Entwicklung des mit der Position unabhängigen Codes berücksichtigt, während ein Benutzerstapel-Zeigestock (U) die Entwicklung des einspringenden Codes erleichtert hat. Die 6809 waren der erste Mikroprozessor, der fähig ist, völlig mit der Position unabhängigen Code ohne den Gebrauch zu verwenden, Tricks zu programmieren.

Die 6809 waren mit den 6800 quellvereinbar, obwohl die 6800 78 Instruktionen zu den 59 des 6809 hatten. Einige Instruktionen wurden durch allgemeinere ersetzt, die der Monteur, der in gleichwertige Operationen übersetzt ist, und einige sogar durch das Wenden von Weisen ersetzt wurden. Der Befehlssatz und die Register-Ergänzung waren hoch orthogonal, die 6809 leichter zum Programm machend, als die 6800 oder 6502.

Andere Eigenschaften waren eine der ersten Hardware-Durchführungen einer Multiplikationsinstruktion in einem MPU, voller 16-Bit-Arithmetik und einem besonders schnellen Unterbrechungssystem. Wie die 6800 hat es eine undokumentierte Adressbustestinstruktion mit dem Spitzname-Halt eingeschlossen, und Fangen Sie (HCF) Feuer.

Zustandmaschinen- und Kontrolllogik des 6809, verschieden von vielen Verarbeitern des Tages, wurde größtenteils mit einem großen PLA und asynchroner zufälliger Logik (ein Charakterzug von frühen Designs und, teilweise, von RISC) durchgeführt aber nicht mikrocodiert. Die 6809 haben den zweiphasigen Uhr-Zyklus direkt als der grundlegende Maschinenzyklus verwendet.

Obwohl das weniger Uhr-Zyklen pro Instruktion im Vergleich zum Z80, zum Beispiel, die höhere Entschlossenheitszustandmaschine des Letzteren erlaubt Uhr-Frequenzen bedeutet, die 3-5mal so hoch sind, ohne schnellere Speicherchips zu fordern, der häufig der Begrenzungsfaktor war. Das ist, weil der Z80 zwei volle (aber kurz) Uhr-Zyklen in eine relativ lange Speicherzugriffsperiode im Vergleich zur Uhr verbindet, während die asynchroneren 6809 stattdessen relativ kurze Speicherzugriffszeiten haben: Abhängig von der Version und dem Geschwindigkeitsrang waren etwa 60 % eines einzelnen Uhr-Zyklus für den Speicherzugang in 6809 normalerweise verfügbar (sieh Datenplatten).

Die 6809 hatten einen inneren zweiphasigen Uhr-Generator (nur einen Außenkristall brauchend), wohingegen 6809E einen Außenuhr-Generator gebraucht hat. Es gab auch Varianten solcher als 68A09 (E) und 68B09 (E); der innere Brief zeigt die steuerpflichtige Uhr-Geschwindigkeit des Verarbeiters an.

Geschichte

Der Motorola 6809 wurde in 1 MHz, 1.5 MHz (68A09) und 2 MHz (68B09) Geschwindigkeitseinschaltquoten ursprünglich erzeugt. Schnellere Versionen wurden später von Hitachi erzeugt. Wie man manchmal betrachtet, ist es der Begriffsvorgänger von Motorola 68000 Familie von Verarbeitern, obwohl das größtenteils ein Missverständnis ist. Die 6809 und 68000 Designprojekte sind teilweise in der Parallele gelaufen, und haben Sie sich ganz unterscheidende Architekturen sowie radikal verschiedene Durchführungsgrundsätze. Jedoch gibt es einen bestimmten Betrag der Designphilosophie-Ähnlichkeit (z.B, beträchtlicher orthogonality und flexible Wenden-Weisen), etwas Zusammenbau-Sprachsyntax-Ähnlichkeit, sowie opcode mnemonische Ähnlichkeit, aber die 6809 sind eine Ableitung der 6800, wohingegen die 68000 ein völlig neues Design waren. Eine 8-Bit-Datenbusversion der 68000 (d. h., die 68008) war für den Gebrauch in zukünftigen 8-Bit-Designs beabsichtigt. In dieser Rücksicht waren die 6809 eher schnell eine Entwicklungssackgasse.

Die 6809 Designmannschaften haben geglaubt, dass zukünftige Systemintegratoren auf Standardcode in ROMs achten würden, um allgemeine Aufgaben zu behandeln. Ein Beispiel davon könnte binäre Schwimmpunkt-Arithmetik sein, die eine allgemeine Voraussetzung in vielen Systemen ist. Um Zeit zu beschleunigen, um einzukaufen, würden allgemeine Codemodule gekauft, aber nicht innerbetrieblich entwickelt, und in Systeme mit dem Code von anderen Herstellern integriert. Seitdem ein Zentraleinheitsentwerfer kaum versichern konnte, wo dieser Code in einem zukünftigen System, das 6809 Design eingestellt schwer auf die Unterstützung des mit der Position unabhängigen, einspringenden Codes gelegen würde, der überall in der Speicherkarte frei gelegen werden konnte. Dieser Erwartung wurde in Wirklichkeit nie ganz entsprochen: Das einzige veröffentlichte Beispiel von Motorola eines ROM'd Softwaremoduls war das MC6839 Schwimmpunkt-ROM. Jedoch, die Entscheidungen, die von der Designmannschaft getroffen sind, die für einen sehr starken Verarbeiter und gemachte mögliche fortgeschrittene Betriebssysteme wie OS-9 und UniFlex gemacht ist, der die mit der Position unabhängige, einspringende Natur der 6809 ausgenutzt hat, um Mehrbenutzer zu schaffen, der Betriebssysteme stark mehrbeansprucht.

Die 6809 wurden in der Doppelzentraleinheit des Kommodores Computer von SuperPET, und, in seinem 68A09 verwendet Verkörperung, in der einzigartigen Vektor-Grafik hat Vectrex Hausvideospiel-Konsole mit der eingebauten Schirm-Anzeige gestützt. 6809E wurde im TRS-80-Farbencomputer (Kokospalme), das Eichelsystem 2, 3 und 4 Computer (als eine fakultative Alternative zu ihren normalen 6502), Fujitsu FM 7, der Drache walisischer Herstellung 32/64 Hauscomputer (Klone von CoCo), und der SWTPC, Gimix, die Rauch-Signalrundfunkübertragung, usw. die SS-50 Busbussysteme, zusätzlich zu mehreren der eigenen EXORmacs von Motorola und EXORset Entwicklungssysteme verwendet. In Frankreich hat Thomson micro-informatique eine Reihe von Mikrocomputern erzeugt, die auf 6809E (TO7, TO7/70, TO8, TO8D, TO9, TO9Plus, MO5, MO6, MO5E und MO5NR) gestützt sind.

Zusätzlich zu Hauscomputern und Spielkonsolen wurden die 6809 auch in mehreren Arkade-Spielen verwertet, die während des frühen zur Mitte der 1980er Jahre veröffentlicht sind. Williams Electronics war ein besonders fruchtbarer Benutzer des Verarbeiters, der in Arkade-Erfolgen wie Verteidiger, Turnier, Sinistar aufmarschiert wurde, und. Williams hat auch den Verarbeiter in vielen seiner Halbleiterflipper verwertet; eine Spezialversion der 6809 Zentraleinheit hat den Kern des erfolgreichen Flipperspiel-Kontrolleurs von Williams gebildet. Der KONAMI-1 war modifizierte 6809, die von Konami in verschiedenen Arkade-Sätzen wie Der Simpsons verwendet sind.

Die 6809 Zentraleinheit wurde auch in Verkehrssignalkontrolleuren gemacht in den 1980er Jahren von mehreren verschiedenen Herstellern verwendet.

Softwareentwicklungsgesellschaft Mikrowaren hat den ursprünglichen OS-9 Betriebssystem entwickelt (um mit dem neueren Mac OS 9 nicht verwirrt zu sein) für die 6809, später es zu den 68000 und der i386 Reihe von Mikroprozessoren tragend.

Reihe III der Fairlight CMI (Computermusikinstrument) haben 6809 Doppelzentraleinheiten und OS9 verwendet, und haben auch eine 6809 Zentraleinheit pro Stimmenkarte verwendet.

Die ersten Musik-Synthesizer-Arbeitsplätze von Ensoniq, dem ESQ-1 sowie SQ-80, haben einen 68B09E als ihre Hauptzentraleinheit verwendet. Die (E) Version wurde verwendet, um gleichzeitig zu sein, die Uhr des Mikroprozessors zu gleichzeitig gesandten Oszillatoren des 32mal in der "Q" Musik steuern in jene Maschinen bei.

Der Hitachi 6309 war eine erhöhte Version der 6809 mit Extraregistern, und zusätzliche Instruktionen, einschließlich der Block-Bewegung, zusätzlich multiplizieren Instruktionen und Hardware-durchgeführte Abteilung. Es wurde in inoffiziell befördertem CoCo verwendet, der 3 Computer und eine Version von OS-9 geschrieben wurden, um Vorteile der Extraeigenschaften des 6309 zu nehmen: NitrOS-9.

Hitachi hat auch seine eigenen 6809-basierten Maschinen, den MB6890 und später den S1 erzeugt. Diese waren in erster Linie für den japanischen Markt, aber einige wurden dazu exportiert und haben in Australien verkauft. Dort wurde der MB6890 der "Pfirsich" wahrscheinlich in der ironischen Verweisung auf die Beliebtheit des Apple II synchronisiert. Der S1 war darin bemerkenswert er hat Paginierungshardware enthalten, die sich um die heimischen 64 Kilobytes des 6809 (64×2 Byte) ausstreckt, Reihe an ein volles 1 Megabyte (1×2 Byte) in 4-Kilobyte-Seiten richtend. Es war darin Maschinen ähnlich, die durch SWTPC, Gimix und mehrere andere Lieferanten erzeugt sind. TSC hat ein Unix ähnliches Betriebssystem uniFlex erzeugt, der nur auf solchen Maschinen gelaufen ist. OS-9 Niveau II, hat auch solche Speicherverwaltungsmöglichkeiten ausgenutzt. Die meisten anderen Computer der Zeit mit mehr als 64 Kilobytes des Speicherwendens wurden auf die Bankschaltung beschränkt, wo viel wenn nicht alle 64 Kilobytes einfach für eine andere Abteilung des Gedächtnisses getauscht wurde.

Weder Motorola noch Hitachi erzeugen 6809 Verarbeiter oder Ableitungen mehr trotz der 6809, die eine der stärksten jemals erzeugten Mehrzweck-8-Bit-Zentraleinheiten sind. Viele seiner innovativen Eigenschaften sind seitdem kopiert worden. 6809 Kerne sind in VHDL verfügbar und können in FPGA programmiert und als ein eingebetteter Verarbeiter mit Geschwindigkeitseinschaltquoten bis zu 40 MHz verwendet werden. Ungefähr 6809 opcodes leben auch von in eingebetteten Verarbeitern von Freescale.

Der allererste Prototyp von Macintosh, der von Burrell Smith leitungsgewickelt ist, hat 6809 enthalten.

Zusätzlich wurde der 6809 Verarbeiter gegen Ende der 1980er Jahre im Laufe des Anfangs der 2000er Jahre in Motorola Smartnet Hauptleitungskontrolleuren verwendet (hat den 6809 Kontrolleur synchronisiert). Es wurde als eine zuverlässige Plattform und kugelsicherer Kontrolleur weit akzeptiert, den Gebrauch des Verarbeiters weiter mehr konsolidierend.

Referenzen

• Ian Powers, "MC6809 Mikroprozessor", Mikroprozessoren, Band 2, Ausgabe 3, Juli 1978, Seite 162, ISSN 0308-5953, DOI: 10.1016/0308-5953 (78) 90010-7.
• Leventhal, Lanze (1981). 6809 Zusammenbau-Sprachprogrammierung. Osborne/McGraw-Hill. Internationale Standardbuchnummer 0-931988-35-7.
• Warren, Carl D (1980). Das MC6809 Kochbuch. Internationale Standardbuchnummer von TAB Books, Inc 0-8306-9683-0.
• Ritter, T. und J. Boney. 1979. "Ein Mikroprozessor für die Revolution: Die 6809."

:* "Teil 1: Designphilosophie." Byte. 4 (1): 14-42. Deckel-Artikel.

:* "Teil 2: "Tote Befehlssatz-Punkte, Alte Spuren und Entschuldigungen." Byte. 4 (2): 32-42.

:* "Teil 3: Endgedanken." Byte. 4 (3): 46-52

Links

• http://koti.mbnet.fi/~atjs/mc6809/ - Sammlung von 6809 Instruktionen, Emulatoren, Werkzeugen, Testhilfeprogrammen, Zurückübersetzern und Monteuren
• Das BYTE 6809 Artikel (Februar Jan 1979) (PDF) - Durch Terry Ritter und Joel Boney, Co-Entwerfer der 6809; Zeitschrift-Fortpflanzung BYTE durch tim lindner
• news://Setzer sys.m6809 - Usenet newsgroup für 6809 Anhänger
• 6809 Emulator hat auf dem SWTPC 6809 System gestützt
• Befehlssatz-Verweisung für 6809/6309 (PDF) Durch Chris Lomont