Hitachi 6309

редактировать
Hitachi 63C09E, версия модели 6309 с тактовой частотой 3 МГц

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.

Содержание
  • 1 Модель программирования
  • 2 Отличия от Motorola 6809
    • 2.1 Технологический процесс
    • 2.2 Тактовая частота
    • 2.3 Вычислительная эффективность
    • 2.4 Дополнительные регистры
    • 2.5 Дополнительные инструкции
    • 2.6 Дополнительные аппаратные функции
  • 3 Ссылки
  • 4 Внешние ссылки
Модель программирования
Модель программирования 6309, показывающий макет регистра. Дополнения к 6809 показаны синим шрифтом.
Отличия от Motorola 6809

6309 отличается от 6809 в нескольких ключевых областях.

Технологический процесс

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.

Тактовая частота

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)

Вычислительная эффективность

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%.

Дополнительные регистры

  • Два 8-битных аккумулятора : «E» и «F». Их можно объединить в 16-битный аккумулятор "W". Существующий 16-разрядный аккумулятор D 6809 может быть объединен с W для образования 32-разрядного аккумулятора «Q». Вероятно, что D является сокращением от «Double», а Q от «Quad», количества хранимых в них байтов.
  • Регистр передачи «V» для команд между регистрами. На его значение не влияет аппаратный сброс, поэтому он может сохранять постоянное значение, следовательно, «V».
  • 8/16-битный нулевой регистр «0» для ускорения операций с использованием нулевой константы. Этот регистр всегда считывает ноль, а записи в него игнорируются.
  • Регистр режима «MD», вторичный регистр кода состояния, который управляет режимом работы. Определены только 4 бита этого регистра.

Дополнительные инструкции

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.

Дополнительные аппаратные возможности

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.

Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-23 03:16:04
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте