6309 - это версия Hitachi CMOS модели Motorola 6809 микропроцессор. Находясь в «режиме эмуляции», он полностью совместим с 6809. К спецификациям 6809 он добавляет более высокие тактовые частоты, расширенные функции, новые инструкции и дополнительные регистры . Было добавлено большинство новых инструкций для поддержки дополнительных регистров, а также до 32-битной математики, аппаратного деления, битовых манипуляций и передачи блоков. 6309 обычно на 30% быстрее в основном режиме, чем 6809.
Удивительно, но эта информация никогда не публиковалась Hitachi. В апрельском номере журнала Oh! FM, японский журнал для пользователей персональных компьютеров Fujitsu, содержал первое описание дополнительных возможностей 6309. Позже Хироцугу Какугава опубликовал подробности о новых функциях 6309 и инструкции на comp.sys.m6809. Это привело к разработке NitrOS9 для Tandy Color Computer 3.
6309 отличается от 6809 в нескольких ключевых областях.
6309 изготовлен по технологии CMOS, а 6809 - это устройство NMOS. В результате, 6309 требует меньше энергии для работы, чем 6809. Его можно использовать с внешним DMA без необходимости обновления после максимум 15 циклов, как это делает 6809. Это динамический дизайн. В таблице данных указана минимальная тактовая частота, и она потеряет свое состояние, когда тактовая частота будет слишком низкой.
6309 имеет версии B (2 МГц), как и 6809. Тем не менее, рейтинг скорости "C" был получен с максимальной тактовой частотой 3,0 или 3,5 МГц, в зависимости от того, на какой лист данных ссылаются. (Несколько японских компьютеров имели процессоры 63C09 с тактовой частотой 3,58 МГц, NTSC частота цветовой синхронизации, поэтому оценка 3,5 кажется наиболее вероятной). Неофициальные и отдельные сообщения показывают, что вариант 63C09 может работать на частоте 5 МГц без каких-либо побочных эффектов. Как и 6809, ЦП Hitachi поставляется как с внутренней, так и с внешней тактовой частотой (HD63B / C09 и HD63B / C09E соответственно)
При переключении в основной режим 6309 (в отличие от по умолчанию 6809-совместимый режим) многие ключевые инструкции будут выполнены за меньшее количество тактов. Это часто увеличивает скорость выполнения до 30%.
Большинство новых инструкций являются модификациями существующих инструкций для обработки существования дополнительных регистров, таких как загрузка, сохранение, добавление и т.п.. Подлинные дополнения 6309 включают межрегистровую арифметику, блочные передачи, аппаратное деление и манипуляции на уровне битов.
Несмотря на удобство использования дополнительных инструкций, анализ, проведенный гуру программирования 6809, показывает, что многие из новых инструкций на самом деле медленнее, чем эквивалентный код 6809, особенно в жестких циклах. Следует провести тщательный анализ, чтобы убедиться, что программист использует наиболее эффективный код для конкретного приложения.
Можно изменить режим работы для прерывания FIRQ. Вместо объединения регистров PC и CC (нормальное поведение 6809) прерывание FIRQ может быть установлено для объединения всего набора регистров, как это делает прерывание IRQ. Кроме того, 6309 имеет два возможных режима прерывания: один для недопустимой выборки команды, а другой - для деления на ноль. Нелегальная выборка инструкций не маскируется, и многие пользователи TRS-80 Color Computer сообщали, что их 6309 "глючили", хотя на самом деле это был индикатор расширенных и неизвестных функций.