Электронные матрицы 9002
 | |
| Общая информация | |
|---|---|
| Запущен | 1976 год |
| Снято с производства | 1977 |
| Общий производитель | |
| Производительность | |
| Макс. процессора Тактовая частота | 4 МГц |
| Ширина данных | 8 |
| Ширина адреса | 12 |
| Архитектура и классификация | |
| Набор инструкций | Электронные матрицы 9002 |
| Количество инструкций | 55 |
| Физические характеристики | |
| Упаковка |
|
Electronic Arrays 9002 , или EA9002 , был 8-битным микропроцессором, выпущенным в 1976 году. Он был разработан для простой реализации в системах с небольшим количеством необходимых вспомогательных микросхем. Он включал 64 байта встроенной оперативной памяти и мог напрямую подключаться к TTL устройствам . Он был упакован в 28-контактный DIP- разъем , что сделало его менее дорогим в реализации, чем современные конструкции, такие как 40-контактный MOS 6502 и Zilog Z80 . Сегодня его называли бы микроконтроллером , хотя в то время этого термина не существовало. [а]
В 28-контактной конструкции не хватало контактов для реализации 16-битной адресной шины, и вместо этого было 12 адресных линий, которые ограничивали основную память до 4096 байт. В то время это не было существенным ограничением, поскольку память все еще была очень дорогой, а целевой рынок часто мог обойтись внутренней оперативной памятью. Для арифметических операций использовался один 8-битный аккумулятор и восемь 8-битных регистров, которые он мог использовать для хранения временных значений. Они поддерживались еще восемью 4-битными регистрами, которые действовали как старшие биты 8-битных регистров, расширяя их до 12-бит для индексации и аналогичных манипуляций с адресами.
У компании Electronic Arrays (EA) возникли проблемы с новой линией по производству NMOS-логики с истощающейся нагрузкой , и у нее были трудности с поставками. К 1977 году 6502 и Z80 захватили большую часть рынка, а в ноябре EA прекратила продажу этой конструкции. компания была продана NEC В следующем году .
История
[ редактировать ]Компания Electronic Arrays добилась своего первого крупного успеха в 1970 году с шестичиповым набором микросхем для электронных калькуляторов , который они постепенно улучшали в течение нескольких этапов до одночипового формата. [2] Однако другие компании постоянно опережали их на рынке, сокращая количество микросхем: сначала Mostek и Texas Instruments , а затем ряд японских фирм по производству электроники. К середине 1970-х годов компания отчаянно нуждалась в новой линейке продуктов и начала разработку процессора. [3]
На момент разработки 9002 микрокомпьютеры еще не стали основным рынком, и процессоры той эпохи в основном использовались во встроенной электронике, такой как электронные калькуляторы , кассовые аппараты , бензонасосы и тому подобные функции. [4] Для этих целей компьютерная программа обычно хранилась в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), а объем необходимой оперативной памяти (ОЗУ) был очень небольшим — например, для отслеживания количества перекачанных галлонов и общей стоимости. Это побудило разработчиков разрабатывать системы, которые включали бы как можно больше этих функций на одном чипе, чтобы общее количество чипов в полной системе было уменьшено.
В середине 1970-х годов динамическое ОЗУ еще не стало основной формой основной памяти , и в большинстве систем использовалось гораздо более дорогое статическое ОЗУ . Для встроенных контроллеров это могло представлять собой значительную стоимость, поэтому разработчикам было желательно добавить в систему небольшой объем «оперативной памяти», чтобы избежать необходимости добавлять на плату дополнительные микросхемы оперативной памяти. Поскольку в большинстве систем было мало или совсем не было внешней оперативной памяти и небольшие программы в ПЗУ, также было обычным использовать меньшие адресные пространства , поскольку это позволяло уменьшить количество контактов, что упрощало компоновку печатной платы . [5]
Еще одним важным изменением, произошедшим в середине 1970-х годов, стало внедрение логической схемы NMOS с истощающейся нагрузкой . Предыдущие производственные системы, использующие схемы «повышенной нагрузки», требовали трех входных напряжений, одно из которых обычно составляло +12 В. [6] Это не только усложняло схему схемы и часто требовало более сложного источника питания , но также затрудняло взаимодействие с внешними вспомогательными схемами, которые в основном были основаны на транзисторно-транзисторной логике (TTL), работающей при +5 В. Для взаимодействия старых чипов с широким спектром TTL-компонентов обычно требовались дополнительные защелки , но новые конструкции с истощающей нагрузкой работали при +5 В и взаимодействовали напрямую, что снижало стоимость и сложность.
Модель 9002 была разработана с учетом всех этих новых концепций. Он включал 64 байта оперативной памяти и 12-битное адресное пространство, что позволяло упаковать его в 28-контактный двухрядный корпус (DIP). [7] по сравнению с 40-контактным корпусом большинства разработок той эпохи, таких как Zilog Z80 или MOS 6502 . Он также включал отдельный семиуровневый стек вызовов с 12-битными адресами, поэтому для вызовов подпрограмм не требовалось использовать блокнот. [8] Это позволило реализовать простой контроллер в двух чипах, 9002 и ПЗУ, а также любое необходимое интерфейсное оборудование, такое как Intel 8212 или даже просто триггер. [9] [3]
К несчастью для Electronic Arrays, наращивание производственной линии с истощающей нагрузкой прошло не так хорошо, как у таких компаний, как MOS Technology , и к концу 1976 года они все еще боролись с производительностью. [10] [11] К следующему году производство таких чипов, как 6502 и Z80, достигло своего пика, а EA9002 все еще не имел существенных преимуществ в дизайне . [12] В конце концов компания сдалась и закрыла линию в ноябре 1977 года. [12] Финансово неблагополучный, [13] Electronic Arrays была куплена NEC в следующем году, а затем в 1981 году объединилась с NEC Electronics USA вместе с двумя другими дочерними компаниями NEC. [14]
Одна компания по производству электроники, Pro-Log Corporation из Монтерея, Калифорния , использовала 9002 в одноплатном компьютере в начале 1977 года. [15] В первом издании «Введение в микрокомпьютеры » Адам Осборн посвятил главу 9002. Он описал его как комбинацию Fairchild F8 и RCA COSMAC , поскольку он имел блокнотную память и общую концепцию F8 с множеством общих функций. целевые регистры COSMAC. Однако ко времени публикации второго издания в 1977 году главы, посвященные EA9002 и Rockwell PPS-8, были удалены, поскольку первое было отменено, а второе так и не было выпущено. [16]
Описание
[ редактировать ]Модель программирования
[ редактировать ]У 9002 было 55 инструкций, [17] по образцу Intel 4040 . [18] Большинство из них имели одноадресный формат, и в этом случае код операции инструкции обычно делился на две части: четыре бита определяли операцию, а остальные четыре - регистр. Например, Команда ADD имела старшие биты (MSB) «06», а четыре младших бита (LSB) указывали, какой из регистров добавлять в аккумулятор, от 0 до 7. SUB также использовал четыре старших бита как «06», но четыре младших бита были от 8 до F (шестнадцатеричный). [17]
Было лишь небольшое количество двухбайтовых инструкций, обычно для указания адреса или использования немедленного значения. Например, LAI (код операции 0D ) загружал немедленное значение в аккумулятор, за которым следовал второй байт с 8-битным непосредственным значением. LRI сделал то же самое для других регистров, при этом младшие разряды указывали, какой регистр использовать. Переходы и переходы также использовали двухбайтовый формат, предоставляя смещение адреса внутри «страницы». Так же сделал ИРЖ и DRJ , который увеличивал или уменьшал выбранный регистр, а затем переходил, если он был ненулевым. Второй байт задавал место перехода. [17]
Адресация обычно выполнялась в два этапа: первый для загрузки младших 8 бит адреса в один из регистров «общего назначения», а второй для загрузки старших 4 бит адреса в «страничный регистр». . Во вводном материале используется следующий пример: [19]
LAI 08 ; LAI=load-acc-immediate - copy the page number, 8, into the accumulator
CAP 4 ; CAP=copy-acc-to-page-register - store that 8 in the page part of register 4
LRI 4, 00 ; LRI=load-reg-immediate - load the value 0 into the lower part of register 4
Это устанавливает адрес в регистре 4 в первое место на странице 8. Затем данные можно загрузить или сохранить в аккумуляторе с помощью ИЯФ ут или OUT помещаем и указываем регистр 4 в младших разрядах. [17]
Отдельные инструкции также были необходимы для чтения и записи внутренней оперативной памяти, которая в остальном работала как внешняя память и должна была загружаться и сохраняться через аккумулятор с помощью РДС и ВРС . Одна любопытная особенность заключается в том, что блокнот также можно использовать непосредственно в качестве операнда в операциях сложения и вычитания, используя оператор реклама и SUS , что позволяет избежать необходимости загружать значение в аккумулятор, сохранять его в регистр, а затем складывать. [19]
Арифметико -логическое устройство (АЛУ) поддерживало как двоичную, так и упакованную двоично-десятичную арифметику (BCD), что было обычным явлением для того времени. [1] Эта опция была включена с помощью СЭД и покончим с СЭБ . [17]
Другие примечания
[ редактировать ]9002 обычно работал на частоте 4 МГц. Сообщалось, что время выборки и выполнения инструкций составляло 2 микросекунды. [20] [21] хотя другой источник сообщает, что 3,2 микросекунды для однобайтовых инструкций и 6,4 микросекунды для двухбайтовых инструкций. [15]
Системы поддержки
[ редактировать ]Поскольку система не разрабатывалась очень долго, прежде чем она была отменена, было доступно мало вспомогательных микросхем. У EA действительно была линейка ПЗУ и статической оперативной памяти, и примерно в то же время они представили новое ПЗУ 32x1 (4 КБ), которое часто использовалось с 9002. [22] Единственной микросхемой драйвера, которую они представили, был контроллер клавиатуры с 99 клавишами EA2000. [23]
Разработка осуществлялась с помощью ассемблера макросов, работающего на IBM System/360 , который также был доступен онлайн на сайте National CSS . В комплект поставки входил системный эмулятор, а также была доступна простая стартовая плата. [23] ASM/GEN и SIM/GEN, системы для разработки кросс-ассемблеров и симуляторов на FORTRAN IV , поддерживали EA9002 в качестве цели. [24]
Примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]Цитаты
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Уикс 1976 , с. 36.
- ^ «США впервые стреляют по японскому калькулятору» (PDF) . Электроника . 44 (4). МакГроу-Хилл: 37–38. 15 февраля 1971 года.
- ^ Jump up to: а б Кушман 1975 .
- ^ Вайсбергер, Алан; Джек Ирвин; Су Нам Ким (8 июля 1976 г.). «Семейство процессоров специализируется на специализированном управлении» (PDF) . Электроника . 49 (14). МакГроу-Хилл: 84–89.
- ^ Бэгналл, Брайан. Коммодор . Вариант Пресс.
Модель 6507, которая была разновидностью [6502], могла производиться по более низкой цене. Он был разработан как очень маленькая упаковка.
- ^ Джерри К. Уитакер (2005). Микроэлектроника (2-е изд.). ЦРК Пресс. п. 6-7–6-10. ISBN 978-0-8493-3391-0 .
- ^ Уикс 1976 , с. 41.
- ^ Уикс 1976 , с. 42.
- ^ Уикс 1976 , с. 46.
- ^ «Электронные массивы» . Информационный бюллетень микроэлектроники . Корпорация по разработке интегральных схем. 18 сентября 1976 г. с. 1 . Проверено 12 июня 2018 г. - через Смитсоновский институт.
- ^ Хефлер, Дон К. (18 сентября 1976 г.). «Неудачи» . Новости микроэлектроники с журналом дел менеджера . п. 4 – через Смитсоновский институт.
- ^ Jump up to: а б Кушман, Роберт (20 ноября 1977 г.). «Четвертый ежегодный каталог микропроцессоров EDN» (PDF) . ЭДН . п. 45 . Проверено 23 июня 2018 г.
EA9002 — Персонал проекта Electronic Arrays, связанный с этим микропроцессором, был расформирован, а маркетинговая деятельность прекращена. Фирма вышла на рынок слишком поздно и была слишком маленькой, чтобы обеспечить конкурентоспособные продажи.
- ^ Воплощение, Деннис Дж. (2018). Соперники за пределами торговли . Издательство Корнельского университета. п. 126. ИСБН 9781501723919 .
- ^ «Nippon объединяет вооружения США и создает NEC Electronics» . Компьютерный мир . Том. 15, нет. 16. 20 апреля 1981. с. 78.
- ^ Jump up to: а б «PRO-LOG ОБЪЯВЛЯЕТ КАРТУ 9002» (PDF) . Микрокомпьютерный дайджест . Том. 3, нет. 7. Январь 1977 г. с. 11. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2020 г. Проверено 12 июня 2018 г.
- ^ Осборн 1978 , с. хiii.
- ^ Jump up to: а б с д и Уикс 1976 , с. 48.
- ^ Дэвис, Энтони Дж. (31 января 1979 г.). «Микропроцессоры и их применение в физике» . Достижения электроники и электронной физики . 47 . Академическая пресса: 113. ISBN. 978-0-08-057712-8 .
- ^ Jump up to: а б Уикс 1976 , с. 52.
- ^ Савон, Карл (май 1976 г.). «Состояние твердого тела» (PDF) . Радиоэлектроника : 69.
- ^ «Новый бюджетный 8-битный микропроцессор» (PDF) . Микрокомпьютерный дайджест . Том. 2, нет. 6. Декабрь 1975 г., стр. 1, 4. Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2020 г. . Проверено 12 июня 2018 г.
- ^ Маккой 1976 , с. 66.
- ^ Jump up to: а б Уикс 1976 , с. 54.
- ^ Джонсон, Греция; Мюллер, РА (январь 1977 г.). «Автоматизированное создание межсистемного программного обеспечения для микрокомпьютеров». Компьютер . 10 (1): 23–31. дои : 10.1109/см.1977.217493 . ISSN 0018-9162 . S2CID 14427753 .
Библиография
[ редактировать ]- Маккой, Майкл (22 января 1976 г.). Микропроцессор, разработанный с учетом потребностей пользователей (PDF) . Конференция по приложениям для интегральных схем по микропроцессорам и памяти. Время электронной инженерии. стр. 36–54.
- Уикс, Уильям (22 января 1976 г.). Представляем память только для чтения емкостью 32 КБ (PDF) . Конференция по приложениям для интегральных схем по микропроцессорам и памяти. Время электронной инженерии. стр. 55–67.
- Осборн, Адам (1978). Введение в микрокомпьютеры: том II, Некоторые реальные продукты (PDF) .
- Кушман, Роберт Х. (20 сентября 1975 г.). «Микропроцессоры 2-1/2 поколения — детали стоимостью 10 долларов, которые работают как бюджетные модели Mini» (PDF) . ЭДН . 20 (17). Издательство Канерс: 36–42. Архивировано из оригинала (PDF) 24 апреля 2016 года . Проверено 12 июня 2018 г.