Rockwell 68000

Rockwell 68000: Описание и технические характеристики

Описание: Rockwell 68000 — это 16/32-битный микропроцессор, являющийся вторым источником (second source) для знаменитого микропроцессора Motorola MC68000. Rockwell International, будучи лицензированным производителем, выпускала полностью совместимые по выводам и функциональности чипы. Этот процессор стал одним из самых влиятельных в истории вычислительной техники, заложив архитектурные основы для целого семейства (M68000) и найдя применение в первых персональных компьютерах, рабочих станциях, игровых автоматах и даже в военной технике.

Ключевые особенности архитектуры:

• Архитектура: CISC (Complex Instruction Set Computer).
• Регистры: Восемь 32-битных регистров общего назначения данных (D0-D7), семь 32-битных регистров адреса (A0-A6), два 32-битных указателя стека (A7/USP и SSP), 32-битный программный счетчик (PC) и 16-битный регистр статуса (SR).
• Адресное пространство: Линейное 24-битное адресное пространство, что позволяет адресовать до 16 МБ физической памяти.
• Организация памяти: Отсутствие сегментации, единое плоское адресное пространство, что значительно упрощало программирование по сравнению с современными процессорами x86.
• Система прерываний: 7 уровней приоритетных прерываний (IRQ1-IRQ7).
• Отсутствие встроенного MMU (блока управления памятью) или FPU (сопроцессора): Эти функции реализовывались отдельными микросхемами (например, MC68451 для MMU и MC68881 для FPU).

Технические характеристики (для типовой модели):

• Тактовая частота: Стандартные версии от 4 МГц до 12.5 МГц. Существовали и более быстрые версии от других производителей.
• Разрядность шины данных: 16 бит (внешняя). Внутренняя архитектура — 32-битная (регистры и АЛУ).
• Разрядность шины адреса: 24 бита (16 МБ адресного пространства).
• Техпроцесс: HMOS (High-density, short-channel Metal-Oxide Semiconductor). Версия от Rockwell — R68000.
• Напряжение питания: +5В.
• Корпус: Обычно 64-контактный DIP (Dual In-line Package) или 68-контактный PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) для более поздних версий.
• Производительность: Около 0.5 — 1.0 MIPS на частоте 8 МГц (зависит от типа инструкций).

Парт-номера (Part Numbers) Rockwell: Основное обозначение Rockwell — R68000. Номер конкретной модификации обычно включает в себя суффиксы, указывающие на частоту и тип корпуса.

• R68000 — базовое обозначение.
• R68000BXX / R68000CXX — где XX указывает на частоту (например, R68000C10 — версия на 10 МГц). Литера B/C могла указывать на поколение или уровень энергопотребления.
• R68A000 — вариант с расширенным температурным диапазоном (военный/аэрокосмический).
• R68EC000 — "экономичная" версия (Embedded Controller) с 16-битной внешней адресной шиной (адресует 64 КБ), предназначенная для встраиваемых систем.

Совместимые модели и вторые источники (Second Source): Процессор MC68000 производился по лицензии несколькими компаниями, чьи чипы были полностью или практически совместимы.

1. Основной источник и создатель:

   • Motorola: MC68000, MC68HC000 (версия с пониженным энергопотреблением CMOS), MC68EC000, MC68SEC000.

2. Лицензированные производители (полная совместимость):

   • Rockwell International: R68000 (как описано выше).
   • Hitachi: HD68000.
   • Signetics: SC68000.
   • Thomson: EF68000.
   • SGS-Thomson (STMicroelectronics): TS68000.

3. Совместимые модели более высокого уровня (следующие в семействе):

   • Motorola MC68008: 8-битная внешняя шина данных, 20-битная адресная шина (1 МБ), более дешевый вариант.
   • Motorola MC68010: Виртуальная память, улучшенная обработка прерываний.
   • Motorola MC68012: Расширенное адресное пространство (2 ГБ).
   • Motorola MC68020: Полноценный 32-битный процессор (32-битные внешние шины данных и адреса).

Известные системы, использовавшие процессоры семейства 68000 (включая чипы Rockwell):

• Персональные компьютеры: Apple Macintosh (первые модели), Commodore Amiga, Atari ST, Sinclair QL, Sharp X68000.
• Рабочие станции: Sun Microsystems Sun-1, Sun-2.
• Игровые автоматы (аркады): Серии от Sega (System 16, X-Board), Capcom (CP System), SNK (Neo Geo).
• Игровые приставки: Sega Mega Drive/Genesis (в качестве основного CPU), Sega Master System (в модели Sega Game Code).
• Встраиваемые системы: Принтеры (Apple LaserWriter), контроллеры, промышленное оборудование, модемы (высокого класса).
• Другое: Серверы клавиатур и мышей в ранних моделях NeXTstation.

Таким образом, Rockwell R68000 был важным звеном в экосистеме процессоров M68000, обеспечивая надежность поставок и конкуренцию, что способствовало широкому распространению этой революционной для своего времени архитектуры.