Моторола 68010

Моторола 68010/68012
Общая информация
Запущен	1982
Разработано	Моторола
Производительность
Макс. процессора Тактовая частота	от 8 МГц до 16,67 МГц
Ширина данных	16 бит
Ширина адреса	MC68010: 24 бита ; MC68012: 31 бит.
Архитектура и классификация
Набор инструкций	Моторола серии 68000
Физические характеристики
Транзисторы	69,000 ;
Пакеты	64-контактный DIP- разъем ; 68-контактный PGA ; 68-контактный четырехъядерный блок ; 84-контактный PGA (MC68012) ;
История
Предшественник	Моторола 68000
Преемник	Моторола 68020

Motorola MC68010 и Motorola MC68012 — 16/32-битные микропроцессоры компании Motorola , выпущенные в 1982 году как преемники Motorola 68000 . ^[3] В 68010 и 68012 добавлены функции виртуализации, оптимизированы циклы и исправлено несколько небольших недостатков 68000. Варианты MC68010 были совместимы по выводам со своим предшественником, тогда как MC68012 представляет собой 84-контактную версию PGA с объемом памяти, доступ к которому напрямую доступен, расширенным до 2 ГиБ . ^[2]^[4]

Различия между 68010/68012 и 68000

68010 и 68012 полностью совместимы в пользовательском режиме с 68000, за исключением того, что команда MOVE from SR перехватывает команды в пользовательском режиме, так что для поддержки кода пользовательского режима, использующего эту инструкцию, обработчик ловушек режима супервизора должен имитировать инструкцию и продолжите код пользовательского режима после этой инструкции. Это было сделано для того, чтобы 68010 и 68012 соответствовали требованиям виртуализации Попека и Голдберга , в частности, чтобы новая ОС могла работать как гостевая и не знать об этом. ^[2]^: §1.3.2 Была добавлена новая непривилегированная инструкция MOVE из CCR, чтобы компенсировать штраф за перехват MOVE пользовательского режима из SR.

68010 и 68012 могут восстанавливаться после сбоев шины и продолжать выполнение команды, вызвавшей сбой, что позволяет им реализовать виртуальную память . Это означает, что кадр стека исключений другой.

32-битный векторный базовый регистр (VBR) содержит базовый адрес таблицы векторов исключений . Таблица векторов 68000 всегда базировалась по нулевому адресу.

«Режим цикла» ускоряет циклы, состоящие только из «зацикливаемой» инструкции и DBcc (уменьшение/ветвь по условию); примером могут быть MOVE и DBRA. Коды операций мини-цикла с двумя инструкциями предварительно выбираются и сохраняются в 6-байтовом кэше инструкций, в то время как последующие циклы чтения/записи памяти необходимы только для операндов данных на время цикла. ^[2]^: §7.1.3 Это обеспечило повышение производительности в среднем на 50% за счет исключения выборки кодов операций инструкций во время цикла.

Вариант MC68012, в дополнение к расширению объема памяти до 2 ГиБ, также добавил вывод цикла чтения-изменения-записи (RMC), указывающий на то, что выполняется неделимый цикл чтения-изменения-записи, чтобы помочь в разработке многопроцессорные системы с виртуальной памятью.

Расширение объема памяти в 68012 вызывало проблемы для любых программ, которые использовали старший байт адреса для хранения данных - программный трюк, который оказался успешным на тех процессорах, которые имеют только 24-битную адресную шину (68000 и 68010). . Аналогичная проблема коснулась и 68020 .

Использование

68010 никогда не был так популярен, как 68000. Однако из-за небольшого прироста скорости 68010 по сравнению с 68000 и поддержки виртуальной памяти его можно найти в ряде небольших Unix- систем, как с MMU 68451 (например, в Torch Triple X ), а также со специальным MMU (таким как Sun-2 рабочая станция , AT&T UNIX PC/3B1 , Convergent Technologies MiniFrame, Plexus P/15 и P/20, ^[5] NCR Tower XP, Apollo компьютеры DN300 и DN320 , ^[6] и HP 9000 Model 310) и различные исследовательские машины. Большинство других поставщиков (например, Apple Computer) оставались с 68000 до тех пор, пока не был представлен 68020 .

Atari Games использовала 68010 в некоторых своих игровых автоматах, таких как Atari System 1 . Некоторые владельцы компьютеров Amiga и Atari ST и игровых консолей Sega Genesis заменили процессор 68000 своей системы на 68010, чтобы получить небольшой прирост скорости. ^[7]

На практике общий прирост скорости по сравнению с 68000 на той же частоте составляет менее 10%.

68010 можно использовать с 68451 MMU . Однако аспекты его конструкции, такие как в 1 такт штраф за доступ к памяти , сделали эту конфигурацию непопулярной. Некоторые поставщики использовали свои собственные разработки MMU, например, Sun Microsystems в своей рабочей станции Sun-2 и Convergent Technologies в AT&T UNIX PC/3B1 .

Ссылки

^ «i486, 68040 Используйте конвейерную обработку для повышения производительности» . InfoWorld : 39. 8 мая 1989 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г MC68010/MC68012 16-/32-битные микропроцессоры виртуальной памяти (PDF) . Моторола Полупроводник. Май 1985 г. Архивировано (PDF) из оригинала 28 марта 2020 г.
^ «Семейство Motorola 68010 (MC68010)» . Мир процессоров .
^ Автар, Сингх; Трибель, Уолтер А. (1991). 16-битные и 32-битные микропроцессоры: архитектура, программное обеспечение и методы взаимодействия . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл . ISBN 978-0138121570 .
^ «Брошюра Plexus P/15-P/20» (PDF) . Руководство пользователя.вики . Plexus Computers, Inc., 1985 г. Проверено 28 мая 2024 г.
^ «Обзор компьютерных технических публикаций Apollo» (PDF) . Компьютер Аполлон. Июнь 1987 года . Проверено 13 октября 2022 г.
^ Флориан, Тэд. «ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕЧАНИЕ AMIGA (tm) Обновление AMIGA A1000 до Motorola MC68010L8» .

Внешние ссылки

68010 изображений и описаний на cpu-collection.de

[1] «i486, 68040 Используйте конвейерную обработку для повышения производительности» . InfoWorld : 39. 8 мая 1989 г.

[datasheet-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г MC68010/MC68012 16-/32-битные микропроцессоры виртуальной памяти (PDF) . Моторола Полупроводник. Май 1985 г. Архивировано (PDF) из оригинала 28 марта 2020 г.

[3] «Семейство Motorola 68010 (MC68010)» . Мир процессоров .

[4] Автар, Сингх; Трибель, Уолтер А. (1991). 16-битные и 32-битные микропроцессоры: архитектура, программное обеспечение и методы взаимодействия . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл . ISBN 978-0138121570 .

[5] «Брошюра Plexus P/15-P/20» (PDF) . Руководство пользователя.вики . Plexus Computers, Inc., 1985 г. Проверено 28 мая 2024 г.

[6] «Обзор компьютерных технических публикаций Apollo» (PDF) . Компьютер Аполлон. Июнь 1987 года . Проверено 13 октября 2022 г.

[7] Флориан, Тэд. «ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕЧАНИЕ AMIGA (tm) Обновление AMIGA A1000 до Motorola MC68010L8» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]