Motorola 680x0/m68000/68000 ist eine Familie von CISC 32-Bit-Mikroprozessoren. Während der 1980er Jahre und Anfang der 1990er Jahre waren sie in Personalcomputern und Arbeitsplätzen populär und waren die primären Mitbewerber der x86 Mikroprozessoren von Intel. Sie waren als die Verarbeiter am weithin bekanntsten, die den frühen Apple Macintosh, den Kommodore Amiga, den Sinclair QL, Atari ST, die SEGA Megadrive/Genesis / Entstehung und mehrere andere antreiben. Obwohl keine modernen Tischcomputer auf den 68000 basieren, werden abgeleitete Verarbeiter noch in eingebetteten Anwendungen weit verwendet.

Familienmitglieder

• Generation eine (innerlich 16/32-bit, und erzeugt mit 8-, 16-, und 32-Bit-Schnittstellen)
• Motorola 68000
• Motorola 68EC000
• Motorola 68HC000
• Motorola 68008
• Motorola 68010
• Motorola 68012
• Generation zwei (völlig 32 Bit)
• Motorola 68020
• Motorola 68EC020
• Motorola 68030
• Motorola 68EC030
• Generation drei (pipelined)
• Motorola 68040
• Motorola 68EC040
• Motorola 68LC040
• Generation vier (Superskalar)
• Motorola 68060
• Motorola 68EC060
• Motorola 68LC060
• Andere
• Freescale 683XX (CPU32 auch bekannt als 68330, 68360 auch bekannt als QUICC)
• Freescale ColdFire
• Freescale DragonBall

Verbesserungsfahrplan

Bemerken Sie, dass die 68000 Familie keine CPUID Instruktion wie die x86 Familie besitzt, tut. So verlangt die Bestimmung, was 68k Zentraleinheit führt, andere Entdeckungsmethoden.

68010

• Virtuelle Speicherunterstützung (restartable Instruktionen).
• 'Schleife-Weise' für die schnellere Schnur und Speicherbibliotheksprimitiven.

68020

• 32-Bit-Adresse & ALU.
• 3 Bühne-Rohrleitung.

Geheimes

• Instruktionslager von 256 Bytes.
• Uneingeschränktes Wort und longword Datenzugang (sieh Anordnung).
• 8 x in einer Prozession mehrgehende Fähigkeit.
• Größer multiplizieren (32×32-> 64 Bit) und teilen sich (64÷32-> 32-Bit-Quotient und 32-Bit-Rest) Instruktionen und Bit-Feldmanipulationen.
• Das Wenden von Weisen hat das erkletterte Indexieren und ein anderes Niveau des Umwegs hinzugefügt.
• Niedrig Kosten, die EG = 24-Bit-Adresse.

68030:

• Spalt-Instruktion und geheimes Datenlager von 256 Bytes jeder
• MMU auf dem Span (68851).
• Niedrig Kosten die EG = Kein MMU.

68040:

• Instruktion und geheime Datenlager von 4 Kilobytes jeder
• 6 Bühne-Rohrleitung.
• FPU hat an IEEE Fähigkeit der transzendenten Funktionen Mangel.
• FPU Wetteifer arbeitet mit 2E71M und spätere Span-Revisionen.
• Niedrig Kosten LC = Kein FPU.
• Niedrig Kosten die EG = No FPU & MMU.

68060:

• Instruktion und geheime Datenlager von 8 Kilobytes jeder
• 10 Bühne-Rohrleitung.
• Zwei Zyklus-Multiplikationseinheit der ganzen Zahl.
• Zweigvorhersage.
• Doppelinstruktionsrohrleitung.
• Instruktionen in der Adressbildungseinheit (AGU) und liefern dadurch das Ergebnis zwei Zyklen vor dem ALU.
• Niedrig Kosten LC = Kein MMU.
• Niedrig Kosten die EG = No MMU & FPU.

Hauptgebrauch

Die 68000 Linie von Verarbeitern ist in einer Vielfalt von Systemen verwendet worden, vom modernen hohen Ende Instrument-Rechenmaschinen von Texas (der TI-89, TI-92 und die Reise 200 Linien) allen Mitgliedern des Palme-Piloten Reihen, die Palme OS 1.x zu 4.x führen (ist OS 5.x Arm-basiert), und hat sogar Radiation Versionen in den kritischen Regelsystemen von Raumfähre gehärtet. Jedoch sind sie am weithin bekanntsten als die Verarbeiter geworden, die Tischcomputer wie der Apple Macintosh, der Kommodore Amiga, der Sinclair QL, Atari ST und mehrere andere antreiben. Die 68000 waren auch der Verarbeiter der Wahl in den 1980er Jahren für Arbeitsplätze von Unix und Server von Unternehmen wie Sonne-Mikrosysteme, NeXT und Silikongrafik. Es gab eine 68000 Version des BEDIENUNGSFELDES/M, das fast keine Benachrichtigung und fast keine Verkäufe erhalten hat.

Zusätzlich, und vielleicht am bedeutsamsten waren die ersten mehreren Versionen der Dolmetscher von PostScript von Adobe 68000-basiert. Schnelle 68000 im Apple LaserWriter und LaserWriter Plus, auch LaserWriter IInt (alle 300 dpi). Schnelle 68030 in späteren Dolmetschern von PostScript, einschließlich der Standardentschlossenheit LaserWriter IIntx, IIf und IIg (auch 300 dpi), die höhere Entschlossenheit LaserWriter Pro 600 Reihen (gewöhnlich 600 dpi, aber beschränkt auf 300 dpi mit dem minimalen RAM installiert) und die sehr hohe Entschlossenheit Linotronic imagesetters, 200PS (1500 + dpi) und 300PS (2500 + dpi). Danach hat Adobe allgemein einen RISC für seinen Verarbeiter bevorzugt, weil seine Mitbewerber, mit ihren Klonen von PostScript, bereits mit RISCs, häufig eine AMD 29000 Reihe gegangen waren. Die frühen 68000-basierten Dolmetscher von Adobe PostScript und ihre Hardware wurden für den kalten Krieg Raketen der Vereinigten Staaten und Raketen genannt: Atlas, Redstone, usw.

Heute sind diese Systeme irgendein Ende der Linie (im Fall von Atari), oder verwenden verschiedene Verarbeiter (im Fall von Macintosh, Amiga, Sonne und SGI). Seitdem diese Plattformen ihre Marketshare-Spitze in den 1980er Jahren hatten, werden ihre ursprünglichen Hersteller kaum ein Betriebssystem für diese Hardware unterstützen oder sind sogar außer dem Geschäft. Jedoch schließen Linux, NetBSD und OpenBSD Betriebssysteme noch Unterstützung für 68000 Verarbeiter ein.

Die 68000 Verarbeiter wurden auch in der Sega Mega Drive/Sega Entstehung und SNK Neo Geo Konsolen als die Hauptzentraleinheit verwendet. Andere Konsolen wie der Sega Saturn haben die 68000 für die Audioverarbeitung und anderen Eingabe/Ausgabe-Aufgaben verwendet, während der Atari Jaguar 68000 eingeschlossen hat, der für die grundlegende Systemkontrolle beabsichtigt war und Verarbeitung eingegeben hat, aber wegen der ungewöhnlichen Zusammenstellung des Jaguars von heterogenen Verarbeitern wurde auch oft verwendet, um Spiellogik zu führen. Viele Arkade-Ausschüsse haben auch 68000 Verarbeiter einschließlich Ausschüsse von Capcom, SNK und Sega verwendet.

Mikrokontrolleure sind auf die 68000 Familie zurückzuführen gewesen sind in einer riesigen Vielfalt von Anwendungen verwendet worden. Zum Beispiel sind CPU32 und Mikrokontrolleure von ColdFire in den Millionen als Automobilmotorkontrolleure verfertigt worden.

Architektur

Leute, die mit dem PDP-11 oder VAX gewöhnlich vertraut sind, fühlen sich bequem mit den 68000. Mit Ausnahme vom Spalt von allgemeinen Zweck-Registern in Spezialdaten und Adressregistern ist die 68000 Architektur auf viele Weisen ein 32-Bit-PDP-11.

Der Befehlssatz war "viel orthogonaler" als diejenigen von vielen Verarbeitern, die vorher (z.B, 8080) und danach (z.B, x86) gekommen sind. D. h. es war normalerweise möglich, Operationen frei mit operands zu verbinden, anstatt auf das Verwenden bestimmter Wenden-Weisen mit bestimmten Instruktionen eingeschränkt zu werden. Dieses Eigentum hat Programmierung relativ leicht für Menschen gemacht, und hat es auch leichter gemacht, Codegeneratoren für Bearbeiter zu schreiben.

Der 68000 Befehlssatz kann in den folgenden breiten Kategorien geteilt werden:

• Last und Laden (Bewegung. B, Bewegung. W, Bewegung. L)
• Arithmetik (tragen U-Boot, Mul, Div bei)
• Bit-Verschiebung (verlassen oder Recht, logisch oder arithmetisch)
• Bit-Folge (ROR, ROL, ROXL, ROXR)
• Logikoperationen (Und, Oder, Nicht, EOr)
• Typ-Konvertierung (Byte zum Wort und umgekehrt)
• Bedingte und vorbehaltlose Zweige (Büstenhalter, BCS, BEq, BNE, BHI, BLO, BMI, BPL, usw.)
• Unterprogramm-Beschwörung und Rückkehr (BSR, RTS)
• Stapel-Management (Erbse / bewegen x, (sp) / Bewegung (sp), x)
• Das Verursachen und die Reaktion zu Unterbrechungen
• Ausnahme, die behandelt
• Es gibt keine Entsprechung zum x86 CPUID Instruktion zu bestimmen, welche Zentraleinheit oder MMU oder FPU da sind.

68050 und 68070

Es gab Nr. 68050, obwohl einmal es ein Projekt innerhalb von Motorola war. Ungeradzahlige Ausgaben waren immer Reaktionen zu innerhalb des vorherigen sogar numerierten Teils aufgebrachten Themen gewesen; folglich wurde es allgemein erwartet, dass die 68050 68040's Macht-Verbrauch abgenommen wären (und so Verschwendung heizen), hat Ausnahme verbessert, die im FPU behandelt, hat eine kleinere Eigenschaft-Größe verwendet und hat den Mikrocode in Übereinstimmung mit dem Programm-Gebrauch von Instruktionen optimiert. Viele dieser Optimierungen wurden mit den 68060 eingeschlossen und waren ein Teil seiner Designabsichten. Für jede Zahl von Gründen, wahrscheinlich dass die 68060 in der Entwicklung waren, dass Intel 80486 so schnell nicht fortschritt, wie Motorola angenommen hat, würde er, und dass 68060 ein anspruchsvolles Projekt war, die 68050 wurde früh in der Entwicklung annulliert.

Es gibt auch keine Revision der 68060, wie Motorola im Prozess der Verschiebung weg von den 68000 und 88k Verarbeiter-Linien in sein neues Geschäft von PowerPC war, so wurden die 68070 nie entwickelt. Es war gewesen, es wären revidierte 68060 gewesen, wahrscheinlich mit einem höheren FPU (pipelining wurde auf auf Usenet weit nachgesonnen).

Motorola hat hauptsächlich gerade Zahlen für Hauptrevisionen zum Zentraleinheitskern solcher als 68000, 68020, 68040 und 68060 verwendet. Die 68010 waren eine revidierte Version der 68000 mit geringen Modifizierungen zum Kern, und ebenfalls waren die 68030 revidierte 68020 mit einigen stärkeren Eigenschaften, keinem von ihnen bedeutend genug, um als eine Hauptsteigung zum Kern zu klassifizieren.

Es gab eine Zentraleinheit mit der 68070 Benennung, die eine lizenzierte und etwas langsamere Version der 16/32-bit 68000 mit einem grundlegenden DMA Kontrolleur, I²C Gastgeber und einem Serienhafen auf dem Span war. Das 68070 wurde als die Hauptzentraleinheit im Philips CD-i verwendet. Diese Zentraleinheit wurde jedoch von Philips und nicht offiziell einem Teil von Motorola 680x0 Aufstellung erzeugt.

Letzte Generation

Die 4. Generation 68060 hat die meisten Eigenschaften der Architektur von Intel P5 geteilt. Motorola hatte sich dafür entschieden, 680x0 Reihe weiterzumachen, der folgende Verarbeiter (68080) hätte wahrscheinlich Architektur von Intel P6 geähnelt.

Andere Varianten

Nach der Hauptstrecke die Besitzübertragung von 68000 Verarbeitern ist die 68000 Familie einigermaßen in Mikroprozessor-Versionen des Mikrokontrolleurs/einbetten verwendet worden. Diese Chips schließen diejenigen ein, die unter "anderem" oben, d. h. der CPU32 (auch bekannt als 68330), ColdFire, der QUICC und DragonBall verzeichnet sind.

Mitbewerber

Arbeitsfläche

Während der 1980er Jahre und Anfang der 1990er Jahre, als die 68000 in Tischcomputern weit verwendet wurde, hat es sich hauptsächlich gegen die x86 Architektur von Intel beworben, die bis jetzt — anders als eine kleine Minderheit von Transmeta VLIW Verarbeiter — die einzige in IBM Compatible PCs verwendete Architektur bleibt. Generation 1 68000 Zentraleinheiten hat sich in erster Linie gegen die 16 Bit 8086/8088 und 80286 beworben. Generation 2 hat sich gegen die 80386 (die ersten 32 Bit x86 Verarbeiter), und Generation 3 gegen die 80486 beworben. Die vierte Generation hat sich mit der P5 Linie von Pentium beworben, aber es wurde fast so nicht weit verwendet wie seine Vorgänger, seitdem viel vom alten 68000 Marktplatz entweder verstorben war oder fast so (wie mit Atari und NeXT der Fall gewesen ist), oder sich zu neueren Architekturen (PowerPC für den Macintosh und Amiga, SPARC für die Sonne und MIPS für SGI) umwandelnd.

Eingebettet

Es gibt Dutzende von Verarbeiter-Architekturen, die in eingebetteten Systemen zurzeit erfolgreich sind. Einige sind Mikrokontrolleure, die viel einfacher, kleiner, und preiswerter sind als die 68000, während andere relativ hoch entwickelt und dazu fähig sind, komplizierte Software zu führen. Eingebettete Versionen der 68000 bewerben sich häufig mit Verarbeitern ist auf PowerPC, ARM, MIPS und Architekturen von SuperH, unter anderen zurückzuführen gewesen.

Siehe auch

• Vasm, ein freier Monteur

Bibliografie

• Howe, Dennis, Hrsg. (1983). Freies Online-Wörterbuch der Computerwissenschaft. Reichsuniversität, London. http://foldoc.org. Wiederbekommen am 4. September 2007.