Signetics 2650

редактировать
Вводное объявление Signetics 2650, 30 октября 1975 г. Signetics 2650AN Оценочная плата PC1001 Увеличенный чип Signetics 2650 Микросхема Signetics 2650A

Signetics 2650 представляла собой 8-битный микропроцессор, представленный в середине 1975 года. Согласно книге Адама Осборна "Введение в микропроцессоры, том 2: некоторые реальные продукты", это был "самый миникомпьютерный подобный" микропроцессор, доступный в то время. Сочетание отсутствующих функций и случайного доступа к памяти ограничивало его привлекательность, и система не использовалась на рынке. Signetics стала более известной как поставщик второго источника для MOS 6502.

Содержание
  • 1 Описание
  • 2 Использует
  • 3 Промышленная микрокомпьютерная система - IMS
  • 4 Архитектура
  • 5 Набор команд
    • 5.1 Индексирование
    • 5.2 Ветвление
  • 6 Версии
  • 7 Вторые источники
  • 8 Периферийные микросхемы
  • 9 2656 Интерфейс системной памяти
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки
Описание

Микросхема содержала семь 8-битных регистров общего назначения , хотя в любой момент времени были видны только четыре. Он был ограничен 15-битным адресным пространством (тем самым адресовав максимум 32 КБ памяти), поскольку старший бит 16-битной ссылки на память был зарезервирован для указания того, что косвенная память Должен был использоваться режим адресации (функция, подобная миникомпьютеру ). Адресное пространство было дополнительно ограничено использованием еще двух битов адреса для указания режима индексации для всех логических и арифметических (т. Е. Без ветвлений) инструкций. Это разделило адресное пространство на четыре «страницы» по 8 КБ, только текущая (то есть страница, на которой выполнялась программа) могла быть адресована напрямую, а остальные - только косвенной адресацией.

Хотя существовало девять различных режимов адресации, отсутствие каких-либо 16-битных регистров и 13–15-битного адресного пространства препятствовало широкому использованию. Несмотря на это, была доступна операционная система («2650 DOS»), а также интерпретаторы BASIC размером 8 КБ и 12 КБ (продаваемые Central Data Corporation USA) и многие игры Охота на Wumpus. Большинство программ было написано на языке ассемблера.

Использует

Signetics, продаваемые платы разработки, например PC1001 и его преемник PC1500 "" по цене от 165 до 400 австралийских долларов. Сам чип продавался примерно за 20 австралийских долларов. Несколько проектов по созданию оборудования и статей по программированию были опубликованы в таких журналах, как Electronics Australia и Elektor, а соответствующие наборы продавались в магазинах электроники. Эти факторы привели к тому, что его использовали ряд любителей во многих странах, таких как Австралия, США, Великобритания, Нидерланды и Германия.

Два типа игровых приставок использовали Signetics 2650 или 2650A. Первая группа консолей основана на контроллере видеодисплея ; К этой группе относятся 1292 Advanced Programmable Video System и близкий к ней Interton Video Computer 4000. Они были выпущены в Германии в 1976 и 1978 годах соответственно. Вторая группа консолей была основана на контроллере видеодисплея as ; Emerson Arcadia 2001, выпущенная в 1982 году, в которой использовалась Signetics 2650, работающая на частоте 3,58 МГц в качестве ЦП вместе с этой группой со многими другими программно совместимыми (Leonardo, Hanimex MPT-03 и др.).

В 1970-х годах было выпущено не менее пяти видеоигр с монетоприемником, в которых использовался процессор 2650 - Atari Quiz Show, Meadows Games 3D Bowling, Meadows Games Gypsy Juggler, Cinematronics Эмбарго и версия Taito Space Invaders (1978).

По крайней мере, две видеоигры с монетоприемником были выпущены в 1980-х годах с использованием 2650. Горбун, и.

Процессор также использовался в небольшом компьютере, предназначенном для обучения использованию и программированию ЦП Signetics 2650.

2650 также использовался в некоторых крупных элементах оборудования, таких как Tektronix 8540, микропроцессорная система разработки программного обеспечения, которая поддерживает различные внутрисхемные эмуляторы, память трассировки и карты логического анализатора для реального -временная отладка микропроцессорных систем, как это практиковалось в 1980-е годы. 2650 обеспечивает базовые функции операционной системы, передачу данных и интерфейс с главным компьютером или последовательным компьютерным терминалом.

Процессор больше всего подходил в качестве микроконтроллера из-за его обширной поддержки ввода / вывода:

  • однобитовые выводы ввода / вывода на процессоре (биты считывания / флага)
  • Сигналы для напрямую адресовать два 8-битных порта ввода-вывода (порт управления и данных) с помощью однобайтовых инструкций (порт ввода-вывода ). Это позволило обойти сложное аппаратное обеспечение других систем, необходимое для отображаемых в память сигналов ввода-вывода
  • для адресации других 256 портов ввода-вывода с использованием 8-битного адреса и двухбайтовых инструкций, опять же, ограничивая количество оборудования (адрес декодирование) требуется. Philips подчеркнула это использование в качестве микроконтроллера в демонстрационной программе, демонстрирующей, как 2650 управляет интеллектуальной лифтовой системой. Кроме того, на выставках они показали 2650, управляющий миниатюрным роботом для сортировки и укладки
Промышленная микрокомпьютерная система - IMS
Philips IMS 2650 Eurocard компьютерная система

В течение короткого времени, начиная с 1979 года, Philips продал модульный 2650 компьютер под названием «IMS» - Промышленная микрокомпьютерная система, основанная на формате Eurocard в 19-дюймовой стойке. Он включает CPU, PROM, RAM, ввод, модули вывода и телетайпа. Эта система задумывалась как более интеллектуальный программируемый логический контроллер. Для разработки позже были добавлены модули DEBUG, DISPLAY, INTERRUPT и MODEST (программатор (E) PROM).

Архитектура

2650 поставлялся в 40-контактном пластиковом или керамическом корпусе DIL. Требовались внешний однофазный тактовый сигнал и один источник питания 5 В.

2650 имел много необычных особенностей по сравнению с другими микропроцессорами того времени:

  • Это был полностью статический 8-битный микропроцессор NMOS. Статический характер был необычным для того времени и означал что процессор может быть остановлен, просто остановив тактовый сигнал. Программисты с благодарностью использовали эту функцию для «пошагового выполнения» программы с помощью кнопочного переключателя для генерации тактовых импульсов.
  • Уникальным был 8-уровневый 15-битный стек для подпрограммы и возврата по прерыванию адресов, которые были интегрированы в процессор. Указатель стека использовал 3 бита верхнего регистра состояния. Это означало, что подпрограммы и прерывания могли быть вложены только на 8 уровней.
  • Процессор имел только 13 реальных адресных строк, еще одну 2 адресные строки были подключены к 2-битному «страничному регистру», в результате чего получилось адресное пространство 32 КБ. Страничный регистр был установлен при выполнении инструкции абсолютного (прямого) перехода, которая использовала полный 15-битный адрес. Все В логических и арифметических инструкциях использовался 13-битный адрес, дополненный содержимым регистра страницы, что ограничивало их область действия страницей 8 КБ. Эти две верхние адресные строки также использовались (мультиплексировались) для выбора соответствующего порта ввода-вывода во время ввода-вывода. / O операции (порт управления, порт данных или расширенный po rt).
  • Хотя 2650 имел только один вход прерывания, это было `` векторное '' прерывание - устройство прерывания должно было установить относительное смещение нуля на шине данных, которое будет использоваться в качестве операнда инструкция ZBSR (переход от нуля к относительной подпрограмме) для перехода к указанной подпрограмме. Следовательно, при косвенной адресации в первых 64 байтах памяти можно сохранить максимум 30 векторов прерывания. (Первые три байта были необходимы для безусловного перехода к подпрограмме «сброса»). Это векторное прерывание также напоминает миникомпьютер PDP-11 .
Набор инструкций

Хотя 2650 в основном является 8-битным микропроцессором, 64 кода операции фактически являются 9-битными., а еще 32 кода операции являются 11-битными (с использованием битов в поле адреса). Из оставшихся 128 8-битных кодов операций реализованы 124 (126 в 2650B), что дает в общей сложности 444 (446) инструкций.

Доступно еще много инструкций, так как поведение стандартных инструкций может быть изменено путем установки или очистки битов состояния: WC (с переносом или без него) и COM (логическое или арифметическое сравнение). Это удвоило количество команд поворота, сложения, вычитания и сравнения.

Набор команд строго ортогонален : все логические и арифметические команды могут использовать все девять режимов адресации:

  • register
  • immediate
  • PC relative и PC относительный косвенный
  • абсолютный и абсолютный косвенный
  • абсолютный индексированный, абсолютный индексированный с автоинкрементным и абсолютный индексированный с автоматическим уменьшением, прямой и косвенный

Старший бит все относительные и абсолютные адреса используются для обозначения косвенного обращения.

Единственным исключением являются случаи, когда коды операций бессмысленных операций используются для других целей:

  • код операции для нулевого регистра И с нулевым регистром используется для инструкции HALT.
  • код операции для ЗАПИСИ нулевого регистра в нулевой регистр используется для инструкции NOP.

Хотя инструкция ЗАГРУЗИТЬ нулевой регистр с нулевым регистром казалась бы бессмысленной и официально не поддерживалась, он действительно устанавливал код условия и часто использовался для определения статуса этого регистра.

Индексирование

При всех арифметических и логических инструкциях, использующих абсолютную (прямую) адресацию, биты 14 и 13 поля адреса используются для указания режима индексации следующим образом:

  • 00 без индексации
  • 01 индексация с автоматическим увеличением
  • 10 индексация с автоматическим декрементом
  • 11 только индексация

Когда указана индексация, регистр, определенный в инструкции, становится индексным регистром, и источник / место назначения неявно имеет нулевой регистр. Для косвенного индексирования используется пост-индексирование, то есть косвенный адрес сначала извлекается из памяти, а затем к нему добавляется индекс.

Ветвление

Вероятно, наиболее мини-компьютерным аспектом 2650 является огромное количество (62) инструкций перехода (перехода); все эти инструкции могут также использовать косвенное обращение:

  • BIRR и BIRA: регистр увеличения и переход, если не равен нулю (R0, R1, R2 или R3) с относительной или абсолютной адресацией
  • BDRR и BDRA: регистр уменьшения и переход, если ненулевой (R0, R1, R2 или R3) с относительной или абсолютной адресацией
  • BRNR и BRNA: переход, если регистр ненулевой (R0, R1, R2 или R3) с относительной или абсолютной адресацией
  • BCTR и BCTA: переход по условию True (ноль, больше, меньше или безусловное) с относительной или абсолютной адресацией
  • BCFR и BCFA: переход по условию False (ноль, больше- чем или меньше) с относительной или абсолютной адресацией.
  • ZBRR: ветвь относительно нулевого адреса
  • BXA: ветвь проиндексирована

Как и Intel 8080, 2650 имел инструкции для условного перехода к подпрограмме и возврата из нее:

  • BSTR и BSTA: переход к подпрограмме при условии True (ноль, больше, меньше или безусловное) с относительной или абсолютной адресацией
  • BSF R и BSFA: переход к подпрограмме при условии False (ноль, больше или меньше) с относительной или абсолютной адресацией
  • BSNR и BSNA: переход к подпрограмме, если регистр не равен нулю (R0, R1, R2 или R3) с относительной или абсолютной адресацией
  • RETC: возврат из подпрограммы при условии True (ноль, больше, меньше или безусловный)
  • RETE: возврат из прерывания при условии True ( ноль, больше, меньше или безусловный)
  • ZBSR: переход к подпрограмме относительно нулевого адреса
  • BSXA: переход к подпрограмме с индексом

Используются только инструкции перехода с абсолютной адресацией все 15 бит адресного поля как адрес. Таким образом, использование такой инструкции перехода было единственным способом установить два бита в страничном регистре (управляющие биты 14 и 13 адресной шины) и изменить текущую страницу размером 8 КБ.

Версии
  • Исходная версия 2650 с максимальной тактовой частотой 1,25 МГц
  • Улучшенная версия 2650A (незначительные производственные изменения для повышения стабильности) Максимальная тактовая частота 1,25 МГц
  • 2650A-1 как 2650A с максимальной тактовой частотой 2 МГц
  • 2650B
  • 2650B-1 как 2650B с максимальной тактовой частотой 2 МГц

2650B имел следующие изменения и улучшения по сравнению с 2650A:

  • Два новых сигнала - «Bus Enable» на контакте 15 и «Cycle Last» на контакте 25.
  • Слово состояния программы Верхние биты 3 и 4 являются настраиваемыми и тестируемыми пользовательскими флагами (не используются в 2650A).
  • Две новые инструкции для сохранения и восстановления нижнего регистра состояния для упрощения обработки прерываний.
  • Инструкции однобайтового регистра R0 выполняются быстрее (один цикл, а не два).
Вторые источники
Матрица Synertek 2650-P-02 Philips MAB2650A

В 1975 году Signetics была продана Philips, а модель 2650 позже была включена в линейку Philips Semiconductors. Они сделали версию 2650 под названием MAB2650A. Valvo, дочерняя компания Philips, продала 2650 в Германии. Valvo также продала одноплатный компьютер VA200 (Eurocard) 2650 с 4 КБ PROM / EPROM, 1 КБ RAM и четырьмя портами ввода / вывода.

Другими производителями лицензионных копий чипа были Harris и Intersil.

Периферийные микросхемы

Модель 2650 поставляется с полным набором периферийных микросхем:

  • Видеокодер 2621 (PAL)
  • Видеокодер 2622 (NTSC)
  • Программируемый видеоинтерфейс 2636
  • Универсальный видеоинтерфейс 2637
  • Программируемый интерфейс связи 2651
  • Многопротокольная схема связи 2652 (включая синхронное управление каналом передачи данных (SDLC)))
  • 2653 Генератор полиномов / Проверка
  • Программируемый периферийный интерфейс 2655
  • 2656 SMI (интерфейс системной памяти)
  • 2657 Прямой доступ к памяти
  • Расширенный программируемый коммуникационный интерфейс 2661 (EPCI)
  • Генератор символов и графики 2670
  • Программируемая клавиатура и контроллер связи 2671
  • Программируемый контроллер синхронизации видео 2672
  • 267 3 Контроллер атрибутов видео

Многие из этих периферийных микросхем были разработаны таким образом, чтобы их можно было использовать с другими микропроцессорами, например, техническое описание предлагает использовать его с микроконтроллером Intel 8048 .

В техническом примечании Philips 083 описывается, как взаимодействовать 2651 PCI с различными другими микропроцессорами, такими как 8080, 8085, Z80, 8048 и 6800

Потомки микросхем последовательной связи 2651/2661 все еще продаются как Philips SC26 серии.

Интерфейс системной памяти 2656

2656 был специально разработан для расширения и взаимодействия с 2650 и создания двухчипового компьютера. Он содержал все, чего 2650 не хватало для создания полноценного компьютера:

  • 2 Кбайт 8-битная запрограммированная по маске программная память ПЗУ
  • 128 байтов 8-битная память RAM
  • Тактовый генератор с кварцевым или Сеть RC
  • Сброс при включении питания
  • Восемь контактов ввода-вывода общего назначения

Контакты ввода-вывода могут использоваться как 8-битный порт ввода-вывода или запрограммированы для генерации разрешения сигналы для дополнительной RAM, ROM или портов ввода / вывода. Это было достигнуто путем программирования по маске программируемой логической матрицы в 2656.

Для разработки и тестирования конструкции перед ее выпуском в производство Philips продала PC4000, плату эмулятора 2656 с использованием PROM'S. и FPLA для эмуляции ROM и PLA в 2656.

Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-08 08:34:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте