Электронные Массивы 9002
1976 микропроцессор

Электронные Массивы 9002
Общая информация
Запущен1976 ; 48 лет назад ( 1976 )
Прекращено1977 ( 1977 )
Обычный производитель
Производительность
Макс. тактовая частота ЦП 4 МГц
Ширина данных8
Ширина адреса12
Архитектура и классификация
Набор инструкцийЭлектронные Массивы 9002
Количество инструкций55
Физические характеристики
Упаковка

Electronic Arrays 9002 , или EA9002 , был 8-битным микропроцессором, выпущенным в 1976 году. Он был разработан для простоты внедрения в системах с небольшим количеством требуемых микросхем поддержки. Он включал 64 байта встроенной оперативной памяти и мог напрямую подключаться к устройствам TTL . Он был упакован в 28-контактный DIP-корпус , что делало его менее дорогим для внедрения, чем современные конструкции, такие как 40-контактный MOS 6502 и Zilog Z80 . Сегодня он был бы известен как микроконтроллер , хотя в то время этот термин не существовал. [a]

В 28-контактной конструкции не было достаточного количества контактов для реализации 16-битной адресной шины, и вместо этого имелось 12 адресных линий, которые ограничивали основную память 4096 байтами. Это не было существенным ограничением в то время, поскольку память все еще была очень дорогой, и целевой рынок часто мог обойтись внутренней оперативной памятью. Был один 8-битный аккумулятор, используемый для арифметики, 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 аналогичной манипуляции адресами.

У Electronic Arrays (EA) возникли проблемы с новой линией производства логики NMOS с обедненной нагрузкой , и начались трудности с поставками. К 1977 году 6502 и Z80 заняли большую часть рынка, и в ноябре EA прекратила продажу этой конструкции. В следующем году компания была продана NEC .

История

Electronic Arrays добились своего первого крупного успеха в 1970 году с набором микросхем для электронного калькулятора из шести чипов , который они постепенно улучшали в течение нескольких шагов до одночипового формата. [2] Однако другие компании постоянно опережали их на рынке, выпуская меньше чипов, сначала Mostek и Texas Instruments , а затем и ряд японских фирм по производству электроники. К середине 1970-х годов компания отчаянно нуждалась в новой линейке продуктов и начала разработку ЦП. [3]

На момент разработки 9002 микрокомпьютер еще не стал основным рынком, и процессоры той эпохи в основном использовались во встроенной электронике, такой как электронные калькуляторы , кассовые аппараты , бензоколонки и тому подобное. [4] Для этих целей компьютерная программа обычно хранилась в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), а объем необходимой оперативной памяти (ОЗУ) был очень мал — например, для отслеживания количества перекачанных галлонов и общей стоимости. Это побудило разработчиков разрабатывать системы, которые включали как можно больше этих функций на одном чипе, чтобы общее количество чипов в полной системе было сокращено.

В середине 1970-х годов динамическая RAM еще не стала основной формой основной памяти , и большинство систем использовали гораздо более дорогую статическую RAM . Для встроенных контроллеров это могло бы представлять значительную стоимость, поэтому разработчикам было желательно добавить в систему небольшое количество «оперативной RAM», чтобы избежать необходимости добавлять дополнительные чипы RAM на плату. Поскольку большинство систем имели бы мало или вообще не имели бы внешней RAM и небольшие программы в ROM, также было принято использовать меньшие адресные пространства , поскольку это позволяло уменьшить количество контактов, что упрощало бы компоновку печатной платы . [5]

Другим важным изменением, произошедшим в середине 1970-х годов, стало внедрение логики истощения-нагрузки NMOS . Предыдущие системы изготовления, использующие схемы «усиления-нагрузки», требовали трех входных напряжений, одно из которых обычно было +12 В. [6] Это не только усложняло схему и часто требовало более сложного источника питания , но и затрудняло взаимодействие с внешними вспомогательными схемами, которые в основном были основаны на транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ), работавшей при +5 В. Взаимодействие старых чипов с широким спектром компонентов ТТЛ обычно требовало дополнительных защелок , но новые конструкции истощения-нагрузки работали при +5 В и взаимодействовали напрямую, что снижало стоимость и сложность.

9002 был разработан, чтобы воспользоваться всеми этими новыми концепциями. Он включал 64 байта оперативки Scratchpad и 12-битное адресное пространство, что позволяло упаковывать его в 28-контактный двухрядный корпус (DIP), [7] по сравнению с 40-контактным корпусом большинства конструкций той эпохи, таких как Zilog Z80 или MOS 6502. Он также включал отдельный семиуровневый стек вызовов 12-битных адресов, поэтому вызовы подпрограмм не должны были использовать Scratchpad. [8] Это позволило реализовать простой контроллер в двух чипах, 9002 и ROM, вместе с любым необходимым интерфейсным оборудованием, таким как Intel 8212 или даже просто триггер. [9] [3]

К сожалению для Electronic Arrays, наращивание производственной линии обедненной загрузки прошло не так хорошо, как для таких компаний, как MOS Technology , и к концу 1976 года они все еще боролись с выходом продукции. [10] [11] К следующему году такие чипы, как 6502 и Z80, вышли на свой производственный уровень, а EA9002 все еще не имел значительных конструкционных достижений. [12] В конце концов компания сдалась и закрыла линию в ноябре 1977 года. [12] Испытывая финансовые затруднения, [13] Electronic Arrays была куплена NEC в следующем году и позже, в 1981 году, объединена с NEC Electronics USA вместе с двумя другими дочерними компаниями NEC. [14]

Одна из компаний-производителей электроники, Pro-Log Corporation из Монтерея, Калифорния , использовала 9002 в одноплатном компьютере в начале 1977 года. [15] В первом издании «Введения в микрокомпьютеры » Адам Осборн посвятил главу 9002. Он описал его как комбинацию Fairchild F8 и RCA COSMAC , в том смысле, что он имел сверхоперативную память и общую концепцию F8 с несколькими регистрами общего назначения COSMAC. Однако к моменту публикации второго издания в 1977 году главы, посвященные EA9002 и Rockwell PPS-8, были удалены, поскольку первый был отменен, а второй так и не был выпущен. [16]

Описание

Модель программирования

9002 имел 55 инструкций, [17] скопированных с Intel 4040. [18] Большинство из них были в одноадресном формате, в этом случае код операции инструкции обычно разделялся на два, четыре бита указывали операцию, а остальные четыре — регистр. Например, инструкция ADD имела самые значимые биты (MSB) «06», а четыре наименее значимых бита (LSB) указывали, какой из регистров следует добавить к аккумулятору, от 0 до 7. SUB также использовал четыре MSB как «06», но четыре LSB были 8 до F (шестнадцатеричные). [17]

Было только небольшое количество двухбайтовых инструкций, обычно для указания адреса или использования непосредственного значения. Например, LAI (код операции 0D ) загружал непосредственное значение в аккумулятор, а за ним следовал второй байт с 8-битным непосредственным значением. LRI делал то же самое для других регистров, причем LSB указывали, какой регистр использовать. Переходы и ветвления также использовали двухбайтовый формат, предоставляя смещение адреса в пределах «страницы». То же самое делали IRJ и DRJ , которые увеличивали или уменьшали выбранный регистр, а затем переходили, если он был ненулевым. Второй байт указывал местоположение перехода. [17]

Адресация обычно выполнялась в два этапа: один для загрузки нижних 8 бит адреса в один из регистров "общего назначения", а затем второй для загрузки старших 4 бит адреса в "регистр страницы". Вводный материал использует этот пример: [19]

LAI 08 ; LAI=load-acc-immediate - копировать номер страницы, 8, в аккумулятор CAP 4 ; CAP=copy-acc-to-page-register - сохранить 8 в страничной части регистра 4 LRI 4 , 00 ; LRI=load-reg-immediate - загрузить значение 0 в нижнюю часть регистра 4

Это устанавливает адрес в регистре 4 в первое местоположение на странице 8. Затем данные можно загрузить или сохранить в аккумуляторе с помощью INP ut или OUT put и указать регистр 4 в младших битах. [17]

Отдельные инструкции также были необходимы для чтения и записи внутренней временной памяти, которая в противном случае работала как внешняя память и должна была загружаться и сохраняться через аккумулятор с использованием RDS и WRS . Любопытной особенностью является то, что временная память также могла использоваться непосредственно в качестве операнда в операциях сложения и вычитания, используя операции ADS и SUS , тем самым избегая необходимости загружать значение в аккумулятор, сохранять его в регистре и затем складывать. [19]

Арифметико -логическое устройство (АЛУ) поддерживало как двоичную, так и упакованную двоично-десятичную арифметику (BCD), что было принято в ту эпоху. [1] Эта опция включалась с помощью SED и выключалась с помощью SEB . [17]

Другие заметки

9002 обычно работал на частоте 4 МГц. Сообщалось, что время выборки и выполнения инструкций составляло 2 микросекунды, [20] [21] хотя другой источник говорит о 3,2 микросекундах для однобайтовых инструкций и 6,4 микросекунды для двухбайтовых инструкций. [15]

Системы поддержки

Поскольку система не разрабатывалась очень долго, прежде чем была отменена, было доступно мало микросхем поддержки. У EA была линейка ПЗУ и статического ОЗУ, и примерно в то же время они представили новое ПЗУ 32x1 (4 кБ), которое часто иллюстрировалось используемым с 9002. [22] Единственной микросхемой драйвера, которую они представили, был контроллер клавиатуры EA2000 с 99 клавишами. [23]

Разработка велась с помощью макроассемблера, работающего на IBM System/360 , который также был доступен онлайн с National CSS . Эмулятор системы был частью пакета, а также была доступна простая стартовая плата. [23] ASM/GEN и SIM/GEN, системы для разработки для кросс-ассемблеров и симуляторов на FORTRAN IV , поддерживали EA9002 в качестве цели. [24]

Примечания

  1. ^ Хотя компания использовала термин «контроллер» в своих описаниях. [1]

Ссылки

Цитаты

  1. ^ ab Wickes 1976, стр. 36.
  2. ^ "США делают первый выстрел по японскому калькулятору" (PDF) . Электроника . 44 (4). McGraw-Hill: 37–38. 15 февраля 1971 г.
  3. ^ ab Cushman 1975.
  4. ^ Вайсбергер, Алан; Джек Ирвин; Су Нам Ким (8 июля 1976 г.). «Семейство процессоров специализируется на специализированном управлении» (PDF) . Электроника . 49 (14). McGraw-Hill: 84–89.
  5. ^ Бэгнолл, Брайан. Commodore . Variant Press. 6507, который был подмножеством [6502], можно было сделать по более низкой цене. Он был разработан как действительно маленький корпус.
  6. ^ Джерри С. Уитакер (2005). Микроэлектроника (2-е изд.). CRC Press. стр. 6-7–6-10. ISBN 978-0-8493-3391-0.
  7. ^ Уикс 1976, стр. 41.
  8. ^ Уикс 1976, стр. 42.
  9. ^ Уикс 1976, стр. 46.
  10. ^ "Electronic Arrays". Microelectronics Newsletter . Integrated Circuit Engineering Corporation. 18 сентября 1976 г. стр. 1. Получено 12 июня 2018 г. – через Smithsonian Institution.
  11. ^ Хёфлер, Дон К. (18 сентября 1976 г.). «Неудачи». Новости микроэлектроники с журналом учета менеджеров . стр. 4 – через Смитсоновский институт.
  12. ^ ab Cushman, Robert (20 ноября 1977 г.). "EDN's Fourth Annual Microprocessor Directory" (PDF) . EDN . стр. 45 . Получено 23 июня 2018 г. . EA9002 — Проектный персонал Electronic Arrays, связанный с этим μP, был расформирован, а маркетинговые усилия закрыты. Фирма вышла на рынок слишком поздно и была слишком мала, чтобы организовать конкурентоспособные продажи.
  13. ^ Encarnation, Dennis J. (2018). Rivals Beyond Trade. Cornell University Press. стр. 126. ISBN 9781501723919.
  14. ^ "Nippon Merges US Arms, Forms NEC Electronics". Computerworld . Vol. 15, no. 16. 20 апреля 1981 г. стр. 78.
  15. ^ ab "PRO-LOG ОБЪЯВЛЯЕТ О КАРТЕ 9002" (PDF) . Microcomputer Digest . Vol. 3, no. 7. January 1977. p. 11. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2020 г. . Получено 12 июня 2018 г. .
  16. ↑ Осборн 1978, стр. xliii.
  17. ^ abcde Wickes 1976, стр. 48.
  18. ^ Дэвис, Энтони Дж. (31 января 1979 г.). «Микропроцессоры и их использование в физике». Успехи в электронике и электронной физике . 47. Academic Press: 113. ISBN 978-0-08-057712-8.
  19. ^ ab Wickes 1976, стр. 52.
  20. ^ Савон, Карл (май 1976). "Состояние твердого тела" (PDF) . Радиоэлектроника : 69.
  21. ^ "Новый 8-битный микропроцессор низкого уровня" (PDF) . Microcomputer Digest . Том 2, № 6. Декабрь 1975 г. стр. 1, 4. Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2020 г. . Получено 12 июня 2018 г. .
  22. ^ Маккой 1976, стр. 66.
  23. ^ ab Wickes 1976, стр. 54.
  24. ^ Джонсон, GR; Мюллер, RA (январь 1977). «Автоматизированная генерация кросс-системного программного обеспечения для микрокомпьютеров». Computer . 10 (1): 23–31. doi :10.1109/cm.1977.217493. ISSN  0018-9162. S2CID  14427753.

Библиография

  • Маккой, Майкл (22 января 1976 г.). Микропроцессор, разработанный с учетом интересов пользователя (PDF) . Труды конференции по применению интегральных схем в микропроцессорах/памяти. Electronic Engineering Times. С. 36–54.
  • Wickes, William (22 января 1976 г.). Знакомство с 32k Read Only Memory (PDF) . Microprocessor/Memory Proceedings Integrated Circuit Applications Conference. Electronic Engineering Times. С. 55–67.
  • Осборн, Адам (1978). Введение в микрокомпьютеры: Том II, Некоторые реальные продукты (PDF) .
  • Cushman, Robert H. (20 сентября 1975 г.). «2-1/2 Generation μP – детали за 10 долларов, которые работают как бюджетные Mini» (PDF) . EDN . 20 (17). Cahners Publishing: 36–42. Архивировано из оригинала (PDF) 24 апреля 2016 г. . Получено 12 июня 2018 г. .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Электронные_массивы_9002&oldid=1167467027"