กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 14 นาที

Motorola ซีรีส์ 68000

ไมโคร โปรเซสเซอร์ ตระกูล Motorola 68000 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ 680x0 , m68000 , m68k หรือ 68k ) เป็น ไมโครโปรเซสเซอร์แบบ CISC ( Complex Instruction Set Computer ) ขนาด 32 บิต...

Motorola ซีรีส์ 68000

Motorola ซีรีส์ 68000
นักออกแบบโมโตโล
บิต32 บิต[]
แนะนำพ.ศ. 2522 ( 1979 )
ออกแบบซีไอเอสซี
การแตกแขนงรหัสเงื่อนไข
เอ็นเดียนเนสใหญ่
ทะเบียน
  • รีจิสเตอร์ข้อมูล 8 × 32 บิต[ b ]
  • รีจิสเตอร์แอดเดรส 7 × 32 บิต[ c ]
  • ตัวชี้สแต็ก (รีจิสเตอร์ที่อยู่ 7)
  • รีจิสเตอร์จุดลอยตัว 8 × 80 บิต หากมีจุดลอยตัวอยู่

ไมโครโปรเซสเซอร์ตระกูล Motorola 68000 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ680x0 , m68000 , m68kหรือ68k ) เป็น ไมโครโปรเซสเซอร์แบบ CISC ( Complex Instruction Set Computer ) ขนาด 32 บิต ในช่วงทศวรรษ 1980 และต้นทศวรรษ 1990 ไมโครโปรเซสเซอร์ตระกูลนี้ได้รับความนิยมในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและเวิร์กสเตชันและเป็นคู่แข่งสำคัญของไมโครโปรเซสเซอร์ x86ของIntel

โปรเซสเซอร์ตระกูล 680x0 เป็นที่รู้จักกันดีในฐานะโปรเซสเซอร์ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์หลายรุ่น เช่น Apple Macintosh รุ่นแรกๆ , Sharp X68000 , Commodore Amiga , Sinclair QL , Atari STและFalcon , Atari Jaguar , Sega Genesis (Mega Drive) และSega CD , Philips CD-i , Capcom System I (Arcade), AT&T UNIX PC , Tandy Model 16/16B/6000 , Sun Microsystems Sun-1 , Sun-2และSun-3 , NeXT Computer , NeXTcube , NeXTstationและNeXTcube Turbo , เวิร์กสเตชัน Silicon Graphics IRIS รุ่นแรกๆ, Aesthedes , คอมพิวเตอร์จากMASSCOMP , เครื่องคิดเลข Texas Instruments TI-89 / TI-92 , Palm Pilot (ทุกรุ่นที่ใช้ Palm OS 4.x หรือรุ่นก่อนหน้า), Control Data Corporation CDCNET Device Interface และVTech Precomputer Unlimited และกระสวย อวกาศ

Motorolaยุติการพัฒนาสถาปัตยกรรมซีรีส์ 680x0 ในปี 1994 และแทนที่ด้วย สถาปัตยกรรม PowerPC RISCซึ่งพัฒนาร่วมกับIBMและApple Computerภายใต้พันธมิตร AIMแม้ว่าคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปรุ่นใหม่จะไม่มีโปรเซสเซอร์ในซีรีส์ 680x0 แล้ว แต่โปรเซสเซอร์ที่พัฒนาต่อยอดจากซีรีส์นี้ก็ยังคงถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบฝังตัว

สมาชิกในครอบครัว

ประวัติการปรับปรุง

68010 :

  • การรองรับหน่วยความจำเสมือน (คำแนะนำในการเริ่มต้นใหม่)
  • 'โหมดวนซ้ำ' สำหรับการประมวลผลสตริงและหน่วยความจำพื้นฐานที่รวดเร็วยิ่งขึ้น
  • คำสั่งคูณใช้รอบสัญญาณนาฬิกาน้อยกว่า 14 รอบ
  • หน่วยความจำที่เข้าถึงได้โดยตรง 2  GiB ( รุ่น68012 )

68020 :

68030 :

68040 :

68060 :

  • แคชคำสั่งและแคชข้อมูลขนาด 8 KB ต่อกัน
  • ท่อส่ง 10 ขั้นตอน
  • หน่วยการคูณจำนวนเต็มแบบสองรอบ
  • การทำนายสาขา
  • ท่อส่งคำสั่งคู่
  • คำสั่งในหน่วยสร้างที่อยู่ (AGU) จะส่งผลลัพธ์สองรอบการทำงานก่อนที่ ALU จะประมวลผล
  • LC ต้นทุนต่ำ = ไม่มี FPU
  • EC ต้นทุนต่ำ = ไม่มี FPU หรือ MMU

แผนที่แสดงคุณสมบัติ

ปีซีพียูบรรจุุภัณฑ์ความถี่ (สูงสุด) [ในหน่วย MHz]บิตบัสแอดเดรสเอ็มเอ็มยูเอฟพียู
พ.ศ. 252268000แพ็คเกจแบบอินไลน์คู่ 64 พิน(DIP) , SPDIP 64 พิน , PLCC 68 พิน , CLCC 68 พิน , อาร์เรย์ตารางพิน (PGA) 68 พิน , QFP 64 พิน , QFP 68 พิน[ 4 ]8–50 [ 5 ]24--
พ.ศ. 252568008แพ็คเกจแบบอินไลน์คู่ 48 พิน ( DIP) แพ็คเกจ PLCC 52 พิน[ 6 ]8–16.6720 หรือ 22--
พ.ศ. 25256801064-pin DIP , 68-pin PLCC , 68-pin PGA [ 7 ]8–16.672468451-
พ.ศ. 25256801284-pin PGA [ 8 ]8–12.53168451-
198468020114-พิน PGA [ 9 ]12.5–33.33326885168881
-68 EC 020แพ็คเกจควอดแฟลต 100 พิน(QFP) [ 10 ]16.7–2524--
พ.ศ. 253068030QFP 132 พิน (สูงสุด33 MHz ), PGA 128 พิน[ 11 ]16–5032เอ็มเอ็มยู68881
68 EC 030QFP 132 พิน , PGA 128 พิน25-40 [ 12 ] [ 13 ]32-68881
199168040PGA 179 พิน[ 14 ] QFP 184พิ[ 15 ]20–4032เอ็มเอ็มยูเอฟพียู
68 LC 040PGA , [ 15 ] QFP 184 พิน[ 15 ]20–3332เอ็มเอ็มยู-
68 EC 04020–33 [ 15 ]32--
พ.ศ. 253768060206-พิน PGA [ 16 ] [ 17 ]50–133 [ 18 ] [ 19 ]32เอ็มเอ็มยูเอฟพียู
68 LC 060PGA 206 พิน [ 16 ] [ 17 ] QFP 208 พิ50–133 [ 18 ] [ 19 ]32เอ็มเอ็มยู-
68 อีซี 060206-พิน PGA [ 16 ] [ 17 ]50–133 [ 18 ] [ 19 ]32--

การใช้งาน

แท็บเล็ต Genesis มีซีพียูหลักเป็นรุ่น 68000 ที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกา 7.6 เมกะเฮิร์ตซ์

โปรเซสเซอร์ตระกูล 680x0 ถูกนำไปใช้ในระบบต่างๆ มากมาย ตั้งแต่เครื่องคิดเลขระดับไฮเอนด์ของ Texas Instruments ( ตระกูล TI-89 , TI-92และVoyage 200 ) ไปจนถึงอุปกรณ์Palm Pilot ทุกรุ่น ที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Palm OS 1.x ถึง 4.x (OS 5.x ใช้ สถาปัตยกรรม ARM ) และแม้แต่ รุ่น ที่ทนต่อรังสีในระบบควบคุมที่สำคัญของกระสวย อวกาศ

ตระกูล 680x0 เป็นที่รู้จักกันดีในฐานะหน่วยประมวลผลหลักของคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะและเครื่องเล่นเกมคอนโซลเช่นMacintosh 128K , Amiga , Sinclair QL , Atari ST , Genesis/Mega Drive , NG AES / Neo Geo CDและCDTVพวกมันเป็นโปรเซสเซอร์ที่ได้รับความนิยมในทศวรรษ 1980 สำหรับเวิร์กสเตชันและเซิร์ฟเวอร์Unix เช่นUNIX PC ของ AT&T , Tandy รุ่น Model 16/16B/6000 , Sun Microsystems รุ่นSun-1 , Sun-2 , Sun-3 , NeXT Computer , Silicon Graphics (SGI) และอื่นๆ อีกมากมาย เครื่องเล่นเกม Saturnใช้ 68000 สำหรับการประมวลผลเสียงและงาน I/O อื่นๆ ในขณะที่Jaguarมี 68000 ที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมระบบพื้นฐานและการประมวลผลอินพุต แต่ก็มักถูกใช้สำหรับการประมวลผลตรรกะของเกมด้วย บอร์ดเกมอาร์เคดจำนวนมากก็ใช้โปรเซสเซอร์ 68000 เช่นกัน รวมถึงของ Sega, Capcom และ SNK

เวอร์ชันแรกๆ ของ ตัวแปล PostScript ของ Adobe ใช้ชิป 68000 ชิป 68000 ใน Apple LaserWriterและ LaserWriter Plus มีความเร็วในการประมวลผลสูงกว่าเวอร์ชันที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ Macintosh ในขณะนั้น ต่อมามีการใช้ชิป 68030 ที่เร็วขึ้นในตัวแปล PostScript รุ่นหลังๆ รวมถึง LaserWriter IIntx, IIf และ IIg ที่มีความละเอียดมาตรฐาน (300 dpi), LaserWriter Pro 600 series ที่มีความละเอียดสูงกว่า (โดยปกติ 600 dpi แต่จำกัดที่ 300 dpi หากติดตั้ง RAM ขั้นต่ำ) และ เครื่องพิมพ์ภาพ Linotronic ที่มีความละเอียดสูงมาก ได้แก่ 200PS (1500+ dpi) และ 300PS (2500+ dpi) หลังจากนั้น Adobe มักเลือกใช้โปรเซสเซอร์ RISC เนื่องจากคู่แข่งของ Adobe ที่ใช้ PostScript รุ่นเดียวกันได้เลือกใช้ RISC ไปแล้ว โดยส่วนใหญ่จะเป็น AMD 29000 series ตัวแปลภาษา Adobe PostScript รุ่นแรกๆ ที่ใช้ชิป 68000 และฮาร์ดแวร์ของมันนั้น ได้รับการตั้งชื่อตาม จรวดและขีปนาวุธของสหรัฐฯ ใน ยุคสงครามเย็นเช่น Atlas, Redstone เป็นต้น

ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่พัฒนามาจากตระกูล 680x0 ถูกนำไปใช้งานในหลากหลายด้านอย่างมาก ไมโครคอนโทรลเลอร์ CPU32และColdFireถูกผลิตออกมาหลายล้านชิ้นเพื่อใช้เป็นตัวควบคุมเครื่องยนต์ในรถยนต์

ระบบตัดต่อวิดีโอแบบกรรมสิทธิ์หลายระบบใช้โปรเซสเซอร์ 68000 เช่น MacroSystem Casablanca ซึ่งเป็นกล่องสีดำที่มีอินเทอร์เฟซกราฟิกที่ใช้งานง่าย (ปี 1997) โดยมีจุดประสงค์เพื่อเจาะตลาดผู้สร้างวิดีโอสมัครเล่นและมือสมัครเล่น นอกจากนี้ยังควรกล่าวถึงรุ่นก่อนหน้าที่มีขนาดใหญ่กว่าและเหมาะสำหรับมืออาชีพมากกว่าอย่าง "DraCo" (ปี 1995) ซีรี่ส์Quantel Paintboxซึ่งเป็นระบบวาดภาพและใส่เอฟเฟกต์ 24 บิตรุ่นแรกๆ ที่ล้ำสมัย เปิดตัวครั้งแรกในปี 1981 และตลอดอายุการใช้งานได้ใช้โปรเซสเซอร์ตระกูล 680x0 เกือบทั้งหมด (ยกเว้น 68060 ซึ่งไม่เคยถูกนำมาใช้ในการออกแบบ) อีกหนึ่งคู่แข่งในวงการวิดีโอคือระบบ Abekas 8150 DVE ซึ่งใช้ 680EC30 และ Play Trinity ซึ่งต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น Globecaster ใช้ 68030 หลายตัว ระบบกราฟิกวิดีโอ Bosch FGS-4000/4500 ที่ผลิตโดยบริษัท Robert Bosch Corporation ซึ่งต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น BTS (1983) ใช้ซีพียู 68000 เป็นโปรเซสเซอร์หลัก และควบคุมซีพียูอื่นๆ อีกหลายตัวเพื่อสร้างแอนิเมชั่น 3 มิติในคอมพิวเตอร์ที่สามารถใช้ เทคนิคการแรเงาแบบ GouraudและPhong ได้อย่างง่ายดาย โดยใช้ระบบปฏิบัติการ Motorola VERSAdos ที่ได้รับการดัดแปลง

สถาปัตยกรรม

ผู้ที่คุ้นเคยกับPDP-11หรือVAXมักจะรู้สึกคุ้นเคยกับซีรี่ส์ 68000 โดยยกเว้นการแยกรีจิสเตอร์อเนกประสงค์ออกเป็นรีจิสเตอร์ข้อมูลและรีจิสเตอร์ที่อยู่เฉพาะทางแล้ว สถาปัตยกรรมของ 68000 นั้นโดยพื้นฐานแล้วก็คือ PDP-11 แบบ 32 บิตนั่นเอง

โปรเซสเซอร์นี้มีชุดคำสั่งที่เป็นอิสระมากกว่าโปรเซสเซอร์หลายตัวที่มาก่อน (เช่น 8080) และหลังจากนั้น (เช่น x86) กล่าวคือ โดยทั่วไปแล้วสามารถรวมการดำเนินการต่างๆ เข้ากับตัวถูกดำเนินการได้อย่างอิสระ แทนที่จะถูกจำกัดให้ใช้โหมดการกำหนดแอดเดรสบางอย่างกับคำสั่งบางอย่าง คุณสมบัตินี้ทำให้การเขียนโปรแกรมค่อนข้างง่ายสำหรับมนุษย์ และยังทำให้การเขียนตัวสร้างโค้ดสำหรับคอมไพเลอร์ง่ายขึ้นด้วย

ซีรี่ส์ 68000 มี รีจิสเตอร์ข้อมูลอเนกประสงค์ 32 บิตแปดตัว(D0-D7) และรีจิสเตอร์ที่อยู่แปดตัว (A0-A7) รีจิสเตอร์ที่อยู่ตัวสุดท้ายคือตัวชี้สแต็กและแอสเซมเบลอร์จะยอมรับป้ายกำกับ SP ว่าเทียบเท่ากับ A7

นอกจากนี้ ยังมีรีจิสเตอร์สถานะ 16 บิต โดย 8 บิตบนสุดเป็นไบต์ระบบ การแก้ไขไบต์นี้ถือเป็นสิทธิ์พิเศษ ส่วน 8 บิตล่างเป็นไบต์ผู้ใช้ หรือที่เรียกว่ารีจิสเตอร์รหัสเงื่อนไข (CCR) และการแก้ไขรีจิสเตอร์นี้ไม่ถือเป็นสิทธิ์พิเศษ การดำเนินการเปรียบเทียบ การคำนวณทางคณิตศาสตร์ และตรรกะของ 68000 จะแก้ไขรหัสเงื่อนไขเพื่อบันทึกผลลัพธ์ไว้ใช้สำหรับการกระโดดแบบมีเงื่อนไขในภายหลัง บิตของรหัสเงื่อนไขได้แก่ "ศูนย์" (Z), "ตัวทด" (C), "เกินขีดจำกัด" (V), "ขยาย" (X) และ "ลบ" (N) แฟล็ก "ขยาย" (X) สมควรได้รับการกล่าวถึงเป็นพิเศษ เนื่องจากแยกออกจากแฟล็กตัวทดซึ่งช่วยให้บิตพิเศษจากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ตรรกะ และการเลื่อนบิตแยกออกจากตัวทดเพื่อการควบคุมการไหลและการเชื่อมโยง

แม้ว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ 68000 จะมี 'โหมดควบคุมดูแล' แต่ก็ไม่ตรง ตาม ข้อกำหนดการจำลองเสมือนของ Popek และ Goldbergเนื่องจากคำสั่ง 'MOVE from SR' ซึ่งคัดลอกรีจิสเตอร์สถานะไปยังรีจิสเตอร์อื่น เป็นคำสั่งที่ไม่ได้รับสิทธิ์พิเศษแต่มีความสำคัญ ในไมโครคอนโทรลเลอร์Motorola 68010และรุ่นต่อมา คำสั่งนี้ได้รับสิทธิ์พิเศษ เพื่อรองรับซอฟต์แวร์การจำลองเสมือนได้ดียิ่งขึ้น

ชุดคำสั่งของซีรี่ส์ 68000 สามารถแบ่งออกเป็นหมวดหมู่หลักๆ ดังต่อไปนี้:

โปรเซสเซอร์Motorola 68020เพิ่มคำสั่งใหม่บางส่วน ซึ่งรวมถึงการปรับปรุงและขยายสถานะตัวควบคุมเล็กน้อย คำสั่งสำหรับการจัดการซอฟต์แวร์ของระบบมัลติโปรเซสซิ่ง (ซึ่งถูกลบออกใน 68060) การสนับสนุนภาษาโปรแกรมระดับสูงบางภาษาซึ่งไม่ค่อยได้ใช้ (และถูกลบออกจากโปรเซสเซอร์ 680x0 รุ่นต่อๆ ไป) คำสั่งการคูณที่ใหญ่ขึ้น (32×32→64 บิต) และการหาร (64÷32→ผลหาร 32 บิตและเศษ 32 บิต) และการจัดการฟิลด์บิต

The standard addressing modes are:

  • Register direct
    • Data register, e.g. "D0"
    • Address register, e.g. "A0"
  • Register indirect
    • Simple address, e.g. (A0)
    • Address with post-increment, e.g. (A0)+
    • Address with pre-decrement, e.g. −(A0)
    • Address with a 16-bit signed offset, e.g. 16(A0)
    • Register indirect with index register and 8-bit signed offset e.g. 8(A0,D0) or 8(A0,A1)
    For (A0)+ and −(A0), the actual increment or decrement value is dependent on the operand size: a byte access adjusts the address register by 1, a word by 2, and a long by 4.
  • PC (program counter) relative with displacement
    • Relative 16-bit signed offset, e.g. 16(PC). This mode was very useful for position-independent code.
    • Relative with 8-bit signed offset with index, e.g. 8(PC,D2)
  • Absolute memory location
    • Either a number, e.g. "$4000", or a symbolic name translated by the assembler
    • Most assemblers used the "$" symbol for hexadecimal, instead of "0x" or a trailing H.
    • There were 16 and 32-bit versions of this addressing mode
  • Immediate mode
    • Data stored in the instruction, e.g. "#400"
  • Quick immediate mode
    • 3-bit unsigned (or 8-bit signed with moveq) with value stored in opcode
    • In addq and subq, 0 is the equivalent to 8
    • e.g. moveq #0,d0 was quicker than clr.l d0 (though both made D0 equal to 0)

Plus: access to the status register, and, in later models, other special registers.

The Motorola 68020 added a scaled indexing address mode, and added another level of indirection to many of the pre-existing modes.

Most instructions have dot-letter suffixes, permitting operations to occur on 8-bit bytes (".b"), 16-bit words (".w"), and 32-bit longs (".l").

Most instructions are dyadic, that is, the operation has a source, and a destination, and the destination is changed. Notable instructions were:

  • Arithmetic: ADD, SUB, MULU (unsigned multiply), MULS (signed multiply), DIVU, DIVS, NEG (additive negation), and CMP (a comparison done by subtracting the arguments without storing the result, setting the status bits)
  • Binary-coded decimal arithmetic: ABCD, NBCD, and SBCD
  • Logic: EOR (exclusive or), AND, NOT (logical not), OR (inclusive or)
  • Shifting: (logical, i.e. right shifts put zero in the most-significant bit) LSL, LSR, (arithmetic shifts, i.e. sign-extend the most-significant bit) ASR, ASL, (rotates through eXtend and not) ROXL, ROXR, ROL, ROR
  • Bit test and manipulation in memory or data register: BSET (set to 1), BCLR (clear to 0), BCHG (invert) and BTST (no change). All of these instructions first test the destination bit and set (clear) the CCR Z bit if the destination bit is 0 (1), respectively.
  • การควบคุม การประมวลผลแบบมัลติโปรเซสซิ่ง : TAS ( test-and-set ) ดำเนินการกับบัสที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้ ทำให้สามารถใช้เซมาฟอร์ เพื่อซิงโครไนซ์โปรเซสเซอร์หลายตัวที่ใช้หน่วยความจำร่วมกันได้
  • ลำดับการควบคุมการทำงาน: JMP (กระโดด), JSR (กระโดดไปยังซับรูทีน), BSR (กระโดดไปยังซับรูทีนโดยใช้ที่อยู่สัมพัทธ์), RTS (กลับจากซับรูทีน ), RTE (กลับจากข้อยกเว้นเช่น การขัดจังหวะ), TRAP (เรียกใช้ข้อยกเว้นซอฟต์แวร์ คล้ายกับการขัดจังหวะซอฟต์แวร์), CHK (ข้อยกเว้นซอฟต์แวร์แบบมีเงื่อนไข)
  • คำสั่ง Branch: Bcc (โดยที่ "cc" ระบุการทดสอบเงื่อนไข 1 ใน 14 แบบของรหัสเงื่อนไขในรีจิสเตอร์สถานะ ได้แก่ เท่ากับ มากกว่า น้อยกว่า ตัวทด และการรวมกันและการผกผันเชิงตรรกะส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในรีจิสเตอร์สถานะ) สำหรับเงื่อนไขที่เป็นไปได้อีกสองแบบที่เหลือ คือ เป็นจริงเสมอและเป็นเท็จเสมอ คำสั่ง BRA (branch always) มีตัวย่อแยกต่างหาก และคำสั่ง BSR (branch to subroutine) ใช้การเข้ารหัสที่ปกติแล้วจะเป็น 'branch never'
  • การลดค่าและกระโดดไปยังตำแหน่งอื่น: DBcc (โดยที่ "cc" เหมือนกับคำสั่งกระโดด) ซึ่งหากเงื่อนไขเป็นเท็จจะลดค่าคำล่างของรีจิสเตอร์ D ลง และหากผลลัพธ์ไม่ใช่ -1 ($FFFF) จะกระโดดไปยังตำแหน่งปลายทาง การใช้ -1 แทน 0 เป็นค่าสิ้นสุดทำให้เขียนลูปได้ง่ายขึ้น ซึ่งลูปจะไม่ทำอะไรเลยหากค่าเริ่มต้นเป็น 0 โดยไม่จำเป็นต้องตรวจสอบอีกครั้งก่อนเข้าลูป นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถซ้อน DBcc ได้ง่ายขึ้นด้วย

รุ่นสุดท้าย

โปรเซสเซอร์ 68060รุ่นที่ 4 ให้ ฟังก์ชัน การทำงานที่เทียบเท่า (แม้ว่าจะไม่เข้ากันในด้านสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง) กับคุณสมบัติส่วนใหญ่ของสถาปัตยกรรมไมโคร Intel P5

ซีพียู 680x0 อื่นๆ

Motorola มักใช้เลขคู่สำหรับการปรับปรุงครั้งใหญ่ของซีพียู เช่น 68000, 68020, 68040 และ 68060 ส่วน 68010 เป็นรุ่นปรับปรุงของ 68000 โดยมีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยในส่วนแกนหลัก และเช่นเดียวกัน 68030 เป็นรุ่นปรับปรุงของ 68020 โดยเพิ่มคุณสมบัติที่ทรงพลังกว่าเดิม แต่ไม่มีคุณสมบัติใดสำคัญมากพอที่จะจัดว่าเป็นการอัพเกรดครั้งใหญ่ของแกนหลัก

รายงานระบุว่า 68050 เป็น "การอัปเกรดเล็กน้อยของ 68040" ซึ่งพ่ายแพ้ในการแข่งขันด้านทรัพยากรภายใน Motorola โดยแข่งขันกับโครงการที่กำหนดไว้ว่าจะตามมา ได้แก่ "LP040" ขนาด 0.5 ไมโครเมตร ใช้พลังงานต่ำ และต้นทุนต่ำ และ "Q" แบบ superscalar และ superpipelined ซึ่งยืมมาจาก 88110 และคาดว่าจะเป็น 68060 [ 20 ]รายงานต่อมาระบุว่า Motorola พิจารณาว่า 68050 ไม่คุ้มค่ากับการลงทุนที่จำเป็นในการผลิตชิ้นส่วนนี้[ 21 ]การออกรุ่นหมายเลขคี่มักเป็นการตอบสนองต่อปัญหาที่เกิดขึ้นในชิ้นส่วนหมายเลขคู่ก่อนหน้า ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วคาดว่า 68050 จะลดการใช้พลังงานของ 68040 (และด้วยเหตุนี้จึงลดการกระจายความร้อน) ปรับปรุงการจัดการข้อยกเว้นใน FPU ใช้ขนาดคุณลักษณะที่เล็กลง และปรับไมโครโค้ดให้สอดคล้องกับการใช้คำสั่งของโปรแกรม การปรับปรุงประสิทธิภาพหลายอย่างเหล่านี้ถูกรวมอยู่ในชิป 68060 และเป็นส่วนหนึ่งของเป้าหมายการออกแบบ ด้วยเหตุผลหลายประการ ซึ่งอาจเป็นเพราะชิป 68060 ยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา ชิป80486ไม่ได้มีความคืบหน้าเร็วเท่าที่โมโตโรลาคาดการณ์ไว้ และชิป 68060 เป็นโครงการที่ต้องการทรัพยากรสูง ชิป 68050 จึงถูกยกเลิกในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา

ไม่มีการปรับปรุงแก้ไขอย่างเป็นทางการของ68060เนื่องจาก Motorola กำลังอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านจากสายการผลิตโปรเซสเซอร์ 68000 และ 88000 ไปสู่ธุรกิจ PowerPC ใหม่ ดังนั้นจึงไม่มีการพัฒนา 68070 ขึ้นมา หากมีการผลิตออกมา ก็คงจะเป็น 68060 ที่ได้รับการปรับปรุงแก้ไข โดยอาจมี FPU ที่เหนือกว่า (มีการคาดเดากันอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการประมวลผลแบบไปป์ไลน์ใน กลุ่ม Usenet ) มีซีพียูที่มี ชื่อรุ่น 68070อยู่จริง แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มผลิตภัณฑ์ 680x0 ของ Motorola อย่างเป็นทางการ และผลิตโดยPhilips แทน นอกจากนี้ ยังผลิตขึ้นหลายปีก่อนการวางจำหน่าย 68060 (รวมถึงรุ่นก่อนหน้า) 68070 นี้เป็นเวอร์ชันที่ได้รับอนุญาตและค่อนข้างช้ากว่าของ 68000 แบบ 16/32 บิต โดยมีตัวควบคุม DMA พื้นฐานโฮสต์ I2C และพอร์ตอนุกรมบนชิป และถูกใช้เป็นซีพียูหลักใน Philips CD- i

Motorola ได้ประกาศแผนงานผลิตภัณฑ์ที่เหนือกว่า 68060 ซึ่งรวมถึง 68080 ที่มีประสิทธิภาพ 200-350 MIPS ซึ่งจะวางจำหน่ายภายในปี 1995 และผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพ 800 MIPS ซึ่งอาจใช้ชื่อว่า 68100 ภายในปี 2000 [ 21 ]แผนการทั้งหมดนี้ล้มเหลวหลังจากที่ Motorola หยุดการพัฒนาซีรี่ส์ 680x0 ในปี 1994 ไม่นานหลังจากที่วางจำหน่าย 68060 (ซีพียูตัวสุดท้ายในซีรี่ส์ 680x0) เพื่อหันไปใช้ PowerPC แทน ซีพียูที่มีชื่อรุ่น 68080 ก็ถูกผลิตขึ้นเช่นกัน แต่เช่นเดียวกับ 68070 ข้างต้น ซีพียูตัวนี้ก็ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของซีรี่ส์ 680x0 อย่างเป็นทางการ และถูกผลิตขึ้นในรูปแบบ FPGA ที่ทันสมัยของซีรี่ส์ 680x0 พร้อมการปรับปรุงต่างๆ[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

รูปแบบอื่นๆ

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลXT/370และAT/370 เมนเฟรมที่เข้ากันได้กับ IBMแต่ละเครื่องประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ Motorola 68000 ที่ได้รับการดัดแปลงสองตัวพร้อมไมโครโค้ด แบบกำหนดเอง เพื่อจำลองคำสั่งเมนเฟรมS/370 [ 22 ] [ 23 ]

บริษัท Edge Computer Corp ซึ่งตั้งอยู่ในรัฐแอริโซนา มีรายงานว่าก่อตั้งโดยอดีตนักออกแบบของ Honeywell ได้ผลิตโปรเซสเซอร์ที่เข้ากันได้กับซีรี่ส์ 68000 โดยอ้างว่ามี "ประสิทธิภาพมากกว่า 3 ถึง 5 เท่า และมีเวลามากกว่า 18 ถึง 24 เดือน " เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ของ Motorola เอง[ 24 ]ในปี 1987 บริษัทได้เปิดตัว Edge 1000 ซึ่งเป็น "ซูเปอร์มินิคอมพิวเตอร์ 32 บิตที่ใช้ชุดคำสั่งของ Motorola ในสถาปัตยกรรมเมนเฟรม Edge" โดยใช้ไปป์ไลน์อิสระสองไปป์ไลน์ ได้แก่ ไปป์ไลน์การดึงคำสั่ง (IFP) และไปป์ไลน์การจัดการตัวดำเนินการ (OEP) โดยอาศัยหน่วยทำนายสาขาที่มีแคชสาขา 4096 รายการ ดึงคำสั่งและตัวดำเนินการผ่านบัสหลายตัว[ 25 ]ต่อมาข้อตกลงระหว่าง Edge Computer และ Olivetti นำไปสู่การที่ Olivetti เปิดตัวผลิตภัณฑ์ในกลุ่ม "Linea Duo" ของตนเองโดยอิงจากเครื่องของ Edge Computer [ 26 ]ต่อมาบริษัทได้เปลี่ยนชื่อเป็น Edgcore Technology Inc. [ 27 ] : 12 (รายงานในชื่อ Edgecore Technology Inc. [ 28 ] ด้วย ) ข้อตกลงของ Edgcore กับOlivettiในปี 1987 เพื่อจัดหาโปรเซสเซอร์ E1000 ของบริษัท ตามมาด้วยข้อตกลงอีกฉบับในปี 1989 กับ Philips Telecommunications Data Systems เพื่อจัดหาโปรเซสเซอร์ E2000 ซึ่งรองรับชุดคำสั่ง 68030 และมีรายงานว่าให้ประสิทธิภาพการทำงานที่ 16 VAX MIPS [ 29 ]ข้อตกลงที่คล้ายกันกับNixdorf ComputerและHitachiก็ได้ลงนามในปี 1989 เช่นกัน[ 30 ] [ 31 ]

มีรายงานว่า Edge Computer มีข้อตกลงกับ Motorola [ 28 ]แม้จะมีการแข่งขันที่เพิ่มขึ้นจากผลิตภัณฑ์ RISC แต่ Edgcore ก็พยายามสร้างความแตกต่างให้กับผลิตภัณฑ์ของตนในตลาดโดยเน้นย้ำถึง "พันธมิตร" กับ Motorola โดยใช้แคมเปญการตลาดที่ดึงมาจากนิทานของอีสอปเรื่อง "สุนัขจิ้งจอก (Edgecore) ที่ปีนขึ้นไปบนหลังม้า (Motorola) เพื่อเด็ดผลไม้จากกิ่งไม้สูง" [ 32 ]มีการใช้ธีมโฆษณาจากนิทานพื้นบ้านอื่นๆ เช่นหนูน้อยหมวกแดง[ 33 ]เนื่องจากนักลงทุนของบริษัทปฏิเสธที่จะให้เงินทุนแก่บริษัทต่อไป และมีหลายบริษัทที่เกี่ยวข้องกับการเจรจากับฝ่ายอื่นๆ Arix Corp. จึงประกาศเข้าซื้อกิจการ Edgcore ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2532 [ 31 ]มีรายงานว่า Arix สามารถต่ออายุข้อตกลงกับ Hitachi ได้ในปี พ.ศ. 2533 ในขณะที่อนาคตของข้อตกลงก่อนหน้านี้กับ Olivetti และ Philips ยังคงไม่แน่นอนหลังจากเข้าซื้อกิจการ Edgcore [ 34 ]

ในปี 1992 บริษัทชื่อ International Meta Systems (IMS) ประกาศเปิดตัวซีพียูแบบ RISC รุ่นIMS 3250ซึ่งอ้างว่าสามารถจำลองการทำงานของ "Intel 486 หรือ Motorola 68040 ด้วยความเร็วเต็มที่และในราคาที่ถูกกว่ามาก" โดยมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาอยู่ที่ที่ความถี่ 100  เมกะเฮิร์ตซ์มีการคาดการณ์ว่าได้มีการพัฒนาโปรแกรมจำลองขึ้นมาแล้ว25 เมกะเฮิร์ตซ์ 486 และโปรเซสเซอร์ 68040 ความเร็ว 30 เมกะเฮิร์ตซ์ พร้อมรองรับหน่วยประมวลผลทศนิยม โดยตั้งเป้าหมายการผลิตในช่วงกลางปี ​​1993 ด้วยต้นทุนต่อหน่วย50 ถึง 60 ดอลลาร์สหรัฐ [ 35 ] ท่ามกลางการแพร่หลายของการสนับสนุนการจำลองในโปรเซสเซอร์ เช่นPowerPC 615ในปี 1994 มีรายงานว่า IMS ได้ยื่นจดสิทธิบัตรเทคโนโลยีการจำลอง แต่ไม่พบผู้รับอนุญาต[ 36 ]ความล่าช้าซ้ำแล้วซ้ำเล่าในการเปิดตัวผลิตภัณฑ์นี้ ซึ่งในบางครั้งถูกกล่าวโทษว่าเป็นเพราะ "ความจำเป็นในการปรับปรุงความสามารถในการประมวลผลเสียงของชิป" [ 37 ]เห็นได้ชัดว่านำไปสู่การที่บริษัทพยายามเปิดตัวชิปอีกตัวหนึ่งคือ Meta6000 โดยมีเป้าหมายเพื่อแข่งขันกับผลิตภัณฑ์ P6 ของ Intel [ 38 ]ในที่สุด IMS ก็ล้มละลายหลังจากขายสิทธิบัตรให้กับทนายความ TechSearch ซึ่งในปี 1998 พยายามฟ้อง Intel ในข้อหาละเมิดสิทธิบัตรของ IMS [ 39 ]มีรายงานว่า TechSearch แพ้คดี แต่ได้ยื่นอุทธรณ์ และพยายามฟ้อง Intel ในข้อหา "หมิ่นประมาท" โดยอ้างอิงจากความคิดเห็นของตัวแทน Intel ที่กล่าวถึงรูปแบบธุรกิจของ TechSearch ในแง่ลบต่อสื่อมวลชน[ 40 ]

หลังจากที่โปรเซสเซอร์ตระกูล 68000 รุ่นหลักยุติการผลิตไปแล้ว ตระกูล 68000 ก็ยังถูกนำไปใช้ในไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์แบบฝังตัวอยู่บ้าง ชิปเหล่านี้ได้แก่ ชิปที่ระบุไว้ในหมวด "อื่นๆ" ด้านบน เช่นCPU32 (หรือ68330 ), ColdFire , QUICCและDragonBall

ด้วยการมาถึงของ เทคโนโลยี FPGAทีมพัฒนาฮาร์ดแวร์นานาชาติได้สร้าง68000 ขึ้นใหม่ พร้อมการปรับปรุงมากมายในฐานะแกน FPGA แกนของพวกเขาเรียกว่า 68080 และถูกนำไปใช้ในตัวเร่งความเร็ว Amiga ยี่ห้อ Vampire [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Magnetic Scrollsใช้ชุดคำสั่งย่อยของโปรเซสเซอร์ 68000 เป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องเสมือนในเกมผจญภัยแบบข้อความ ของพวก เขา

คู่แข่ง

เดสก์ท็อป

ในช่วงทศวรรษ 1980 และต้นทศวรรษ 1990 เมื่อซีพียู 68000 ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ มันแข่งขันกับ สถาปัตยกรรม x86ของIntelที่ใช้ในคอมพิวเตอร์IBM PC เป็นหลักซีพียู 68000 รุ่นที่ 1 แข่งขันกับซีพียู16 บิต8086 , 8088และ80286 เป็นหลัก รุ่นที่ 2 แข่งขันกับ80386 (โปรเซสเซอร์ x86 32 บิตตัวแรก) และรุ่นที่ 3 แข่งขันกับ80486รุ่นที่ 4 แข่งขันกับ ตระกูล P5 Pentiumแต่ไม่ได้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายเท่ารุ่นก่อนหน้า เนื่องจากตลาด 68000 เดิมส่วนใหญ่ได้ปิดตัวลงหรือใกล้จะปิดตัวลงแล้ว (เช่นเดียวกับ Atari และ NeXT) หรือเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรมใหม่กว่า ( PowerPCสำหรับMacintoshและAmiga , SPARCสำหรับSunและMIPSสำหรับSilicon Graphics (SGI))

ฝังตัว

มีสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์หลายสิบแบบที่ประสบความสำเร็จในระบบฝังตัวบางแบบเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งเรียบง่ายกว่า เล็กกว่า และราคาถูกกว่า 68000 มาก ในขณะที่บางแบบมีความซับซ้อนกว่าและสามารถรันซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนได้ เวอร์ชันฝังตัวของ 68000 มักแข่งขันกับสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ที่ใช้PowerPC , ARM , MIPS , SuperHและอื่นๆ

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ซีพียู 680x0 รุ่นแรกๆ (เช่น 68000, 68010) ถูกระบุว่าเป็น 16/32 บิต เนื่องจากใช้บัสข้อมูล 16 บิต และบัสแอดเดรส 24 บิต ในขณะที่ใช้สถาปัตยกรรม 32 บิต
  2. ^ซีพียู 680x0 รุ่นแรกๆ (เช่น 68000, 68010) มีรีจิสเตอร์ข้อมูลจำกัดความกว้างไว้ที่ 16 บิต
  3. ^ซีพียู 680x0 รุ่นแรกๆ (เช่น 68000, 68010) มีรีจิสเตอร์แอดเดรสที่จำกัดความกว้างไว้ที่ 24 บิต
  4. ^ a b c d e fเวอร์ชันลดต้นทุน
  5. ^เวอร์ชัน CMOS

บรรณานุกรม

  • Howe, Dennis, บรรณาธิการ (1983). พจนานุกรมวิทยาการคอมพิวเตอร์ออนไลน์ฟรี . อิมพีเรียลคอลเลจ ลอนดอน. FOLDOC - พจนานุกรมวิทยาการคอมพิวเตอร์ . สืบค้นเมื่อ 4 กันยายน 2007.
  • นิตยสาร BYTE ฉบับเดือนกันยายน 1986: ตระกูล 68000
  • รายชื่อระบบปฏิบัติการที่รองรับโปรเซสเซอร์ 680x0 นั้นค่อนข้างครอบคลุมทีเดียว
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Motorola_68000_series&oldid=1359648388 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ Motorola ซีรีส์ 68000

ไมโคร โปรเซสเซอร์ ตระกูล Motorola 68000 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ 680x0 , m68000 , m68k หรือ 68k ) เป็น ไมโครโปรเซสเซอร์แบบ CISC ( Complex Instruction Set Computer ) ขนาด 32 บิต...

สมาชิกในครอบครัว

รุ่นที่หนึ่ง (ภายในเป็นแบบ 16/32 บิต และผลิตด้วย อินเทอร์เฟ ซ 8 , 16 และ 32 บิต ) 68000 68EC000 [ d ] 68SEC000 [ d ] 68HC000 [ e ] 68008 68010 68012 รุ่นที่สอง (ประมวลผลภายในแบบ 32 บิตอย่างสมบูรณ์) 68020 68EC020 [ d ] 68030 68EC030 [ d ] รุ่นที่สาม (...

แผนที่แสดงคุณสมบัติ

ปี ซีพียู บรรจุุภัณฑ์ ความถี่ (สูงสุด) [ในหน่วย MHz] บิตบัสแอดเดรส เอ็มเอ็มยู เอฟพียู พ.ศ.

การใช้งาน

โปรเซสเซอร์ตระกูล 680x0 ถูกนำไปใช้ในระบบต่างๆ มากมาย ตั้งแต่เครื่องคิดเลขระดับไฮเอนด์ ของ Texas Instruments ( ตระกูล TI-89 , TI-92 และ Voyage 200 ) ไปจนถึงอุปกรณ์ Palm Pilot ทุกรุ่น ที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Palm OS 1.x ถึง 4.x (OS 5.