Тошиба TLCS

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Июль 2009 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

TLCS — это префикс, применяемый к микроконтроллерам , производимым Toshiba . Линейка продукции включает несколько семейств архитектур CISC и RISC . Отдельные компоненты обычно имеют номер детали, начинающийся с «TMP». Например, TMP8048AP является членом семейства TLCS-48. ^{[1] : 11}

TLCS-12 был 12-битным микропроцессором и центральным процессором , произведенным Toshiba. Его разработка началась в 1971 году и была завершена в 1973 году. Это был 32  -мм ² МОП-чип интегральной схемы с примерно 2800 кремниевыми затворами , изготовленный по 6-мкм процессу с логикой NMOS . Он использовался в системе блока управления двигателем Ford EEC , производство которого началось в 1974 году и пошло в массовое производство в 1975 году. Системная память включала 512-битное ОЗУ , 2 кб ПЗУ и 2 кб СППЗУ . ^{[2] [3]} TLCS-12A  [яп.] , улучшенная версия TLCS-12, была анонсирована в 1975 году. ^[4]   

Микроконтроллеры категории TLCS-47 — это 4-битные системы. Они больше не рекламируются на сайте Toshiba.

Семейство TLCS-48 было клонами микроконтроллера Intel MCS-48 (8048). ^[1]

Это была серия микроконтроллеров, совместимых с Zilog Z80 .

Микроконтроллеры семейства TLCS-90 используют 8-битную / 16-битную архитектуру, напоминающую Z80 . ^[1] Они больше не рекламируются на веб-сайте Toshiba.

TLCS-90 унаследовал большинство функций Z80, таких как:

• семь 8-битных регистров (A, B, C, D, E, H и L),
• шесть 16-битных регистров (BC, DE, HL, IX, IY и SP), три из которых представляют собой 8-битные пары регистров,
• комбинированный флаг четности/переполнения,
• , и 16-битные инструкции обмена, EX DE,HL[ ^{1] : Приложение-2} иEX AF,AF'EXX
• LDIRи инструкции LDDRпо копированию памяти.

Однако есть и существенные различия. Он не использует отдельное адресное пространство ввода-вывода Z80, но добавляет больше гибкости к комбинациям операндов, некоторым новым операциям (в частности, умножению и делению) и нескольким дополнительным режимам адресации :

• (SP+d)и (HL+A)индексированные режимы, работающие аналогично (IX+d)и(IY+d)
• однобайтовая « нулевая страница » адресации памяти от FF00 до FFFF ₁₆
• (IX)и (IY)адресация без смещения, что позволяет сэкономить один байт машинного кода и сократить время выполнения
• относительно ПК длинный (от -32768 до +32767 байт из счетчика программ, а не более короткий от -128 до +127)

Большая часть функциональности 8-битного аккумулятора A также была реализована для 16-битной пары регистров HL, например, отсутствующие инструкции и , а SUBтакже побитовые инструкции , и . Реализована особенность флага из Z80. Кроме того, инструкция была добавлена ​​для облегчения подсчета 16-битных циклов.CPANDXORORADD HL,rrDJNZ BC,addr

Пакеты SoC TLCS-90 включают 4-битные регистры BX и BY, которые объединяются с эффективными адресами на основе регистра IX или IY, что позволяет процессору адресовать до одного мегабайта памяти. ^{[1] : MPU90-16} Процессор включает инструкции INCX ($FF00+n)и DECX ($FF00+n), которые полезны для выполнения 20-битной арифметики указателей с использованием регистров IX и BX или регистров IY и BY.

Инструкции делятся на однобайтовые базовые и двухбайтовые расширенные. Коды операций E0 ₁₆ — FE ₁₆ — это префиксы, которые начинают расширенную инструкцию. Кодировка инструкции необычна тем, что префикс указывает один операнд расширенной инструкции, и в отличие от однобайтовых префиксов, используемых архитектурой Z80 или x86 , за ним могут следовать байты операнда. ^{[1] : MPU90-23, Приложение-12} После байтов префикса второй байт кода операции указывает операцию и второй операнд.

Например, инструкция ADD (IX+127),5кодируется как F4 7F 68 05, где первые два байта определяют адрес назначения, третий байт определяет операцию, а четвертый байт предоставляет исходный операнд.

Микроконтроллеры семейства TLCS-870 (серии TLCS-870, TLCS-870/X, TLCS-870/C и TLCS-870/C1) используют 8-битную / 16-битную архитектуру, вдохновленную TLCS-90, но менее похожую на Z80.

TLCS-870 — оригинальная модель с 16-битным адресным пространством, которая была расширена в двух разных направлениях:

• TLCS-870/X расширяет архитектуру до 20 бит с обеспечением восходящей совместимости. ^[5]
• TLCS-870/C сохраняет 16-битное адресное пространство и предоставляет совместимый язык ассемблера , но изменяет кодировку инструкций ^[5], так что требуется другой объектный код .
• TLCS-870/C1 — это совместимый снизу вверх вариант 870/C с небольшими расширениями. ^[6]

Семейство TLCS-900 наследует большинство функций архитектуры TLCS-90 и включает 32-битные регистры и 24-битную адресную шину. Большинство реализаций (TLCS-900, ^[7] TLCS-900/L, ^[7] TLCS-900/H и TLCS-900/L1 серии) имеют 16-битные внутренние пути данных, как MC68000 , в то время как серия TLCS-900/H1 имеет внутреннюю ширину 32 бита (как MC68020 ).

Набор инструкций в основном совместим снизу вверх с TLCS-90, хотя двоичное кодирование отличается. ^{[7] : 182–184} Реализована та же схема кодирования режима адресации до кода операции инструкции и дополнительных операндов. Ранние модели поддерживали как «минимальный режим», в котором банковые регистры и счетчик программ имели ширину 16 бит, так и «максимальный режим», в котором все регистры общего назначения были 32-битными. Более поздние модели исключили минимальный режим.

В максимальном режиме имеется 4 банка из четырех 32-битных регистров, каждый из которых может быть разделен на две 16-битные половины или четыре 8-битные четверти. В минимальном режиме ранних моделей имеется 8 банков из четырех 16-битных регистров, которые могут быть разделены на 8-битные половины. Процессор может использовать текущий банк (на который указывает поле RFPв 16-битном регистре состояния SR), предыдущий банк для совместимости с альтернативной схемой регистров TLCS-90 или любой произвольный номер банка от 0 до 7. Также имеется фиксированный набор из четырех 32-битных регистров, один из которых выделен в качестве указателя стека. Ранние модели имели два отдельных указателя стека для пользовательского и системного режимов. Обычно из 3-битного кода можно адресовать только набор из 8 регистров; Для адресации всех регистров требуется дополнительный 6/8-битный байт кода, который может быть вставлен только в операнд префиксного режима адресации, что ограничивает комбинации регистров, которые могут использоваться для исходных и целевых операндов. ^[7]

Регистр F (нижняя 8-битная половина 16-битного регистра SR) имеет альтернативный регистр, называемый F'. Выполнение EX AF,AF'из TLCS-90 требует выполнения EX A,A'и EX F,F'.

TLCS-900 также включает 4 канала передачи "microDMA", каждый из которых имеет программируемые адреса источника и назначения, счетчики передач, размеры данных (байт, слово и длинное слово) и различные режимы передачи. Они запускаются так же, как обычные прерывания, и прерывают выполнение программы в процессе передачи.

Модель TLCS-900/H наиболее широко использовалась в Neo Geo Pocket и Neo Geo Pocket Color .

Современные процессоры TLCS предлагают некоторые или все из следующих функций:

• многофункциональные двунаправленные порты ввода-вывода общего назначения с дополнительными встроенными подтягивающими резисторами
• Маскируемое программирование, однократное программирование , флэш-память или EEPROM тип ПЗУ. Также доступны версии без ПЗУ
• различные последовательные интерфейсы:
  • I²C
  • Синхронные/асинхронные последовательные периферийные устройства ( UART /USART) (используются с RS-232 , RS-485 и другими)
  • Последовательная периферийная интерфейсная шина (SPI)
  • USB
• сторожевой таймер (WDT)
• мультиплексированные 10-битные АЦП ; ЦАП
• двойные входы синхронизации и переключение синхронизации в режиме реального времени путем выбора различных значений передаточного числа ( делитель частоты ), что позволяет использовать как низкочастотные режимы с низким энергопотреблением, так и высокопроизводительные высокочастотные режимы
• предварительно масштабируемые 8- и 16-битные таймеры (могут использоваться как программируемые интервальные таймеры )
• 8-битная и 16-битная широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и программируемая генерация импульсов (PPG) на выходе
• Диапазон напряжения питания от 1,8 до 5,5 Вольт
• внешнее управление прерываниями
• генератор шаблонов, подходящий для управления шаговым двигателем
• Контроллер выбора/ожидания чипа
• различные форматы носителей чипов

Поскольку спрос на эти функции существенно различается в зависимости от требований конкретного проекта (низкое энергопотребление, большое количество портов ввода-вывода и т. д.), заказчики могут выбирать из широкого спектра различных версий.

Toshiba предлагает совместимый с ANSI C компилятор C и ассемблер . Ни один из инструментов не доступен бесплатно.

Бесплатный компилятор Small Device C поддерживает TLCS-90.

Существует проект по портированию ассемблера GNU на семейство TLCS-900.

Macroassembler AS [1] Альфреда Арнольда — это свободный ассемблер, поддерживающий семейства TLCS-47, TLCS-870, TLCS-90, TLCS-900 и TLCS-9000.

• Сайт Toshiba Japan о серии TLCS
• Сайт Toshiba USA о серии TLCS