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计算机硬件架构五
M68000, M68K:这个摩托罗拉68000系列(也被称为680x0,M68000,m68k,或68k)是一个家庭32 复杂指令集计算机(CISC)微处理器。在80年代和90年代初,他们很受欢迎个人电脑和工作站和是主要的竞争对手因特尔的x86微处理器。他们最著名的处理器供电的早熟苹果Macintosh,司令官Amiga,的辛克莱QL,的雅达利ST,的Weatherstar,的世嘉五代(Mega Drive),和其他几个人。虽然没有现代台式电脑是基于68000系列处理器,处理器仍然广泛使用的衍生嵌入式系统。
摩托罗拉停止了68000系列的体系结构的发展1994,取代它的发展PowerPC建筑,他们开发的结合IBM和苹果电脑的一部分AIM联盟。
家庭成员:
一代(内部16位和32位,并产生8—,16—,和32接口)
摩托罗拉68000
摩托罗拉68EC000
摩托罗拉68hc000
摩托罗拉68008
摩托罗拉68010
摩托罗拉68012
二代(内部全32位)
摩托罗拉68020
摩托罗拉68ec020
摩托罗拉68030
摩托罗拉68ec030
三代(流水线)
摩托罗拉68040
摩托罗拉68ec040
摩托罗拉68lc040
四代(超标量体系结构)
摩托罗拉68060
摩托罗拉68ec060
摩托罗拉68lc060
其他
飞思卡尔683xx(CPU32又名68330,68360又名通信)
Freescale ColdFire
飞思卡尔
改进的历史:
六万八千零一十:
虚拟内存支持(启动指令)
“更快的字符串和记忆库原语循环模式”
六万八千零二十:
32位地址算术逻辑单元(ALU)
三阶段管道
指令隐藏物256字节
不受限制的话,为数据访问(见对齐)
8×多重处理能力
大的多(32×32 -> 64位)、分(64÷32 -> 32位商和32位余数)指令,和位域操作
寻址模式添加缩放索引另一个层面间接寻址
成本低,EC = 24位地址
六万八千零三十:
分离的指令和数据高速缓存的256 字节每个
芯片内存管理单元(MMU)(68851)
低成本电子商务=没有MMU
突发存储器接口
六万八千零四十:
4 指令和数据高速缓存KB每个
六级流水线
芯片浮点单元(FPU)
IEEE浮点处理单元的缺乏超越函数能力
浮点仿真工作2e71m后来芯片版本
低成本LC =没有FPU
低成本电子商务=没有FPU和MMU
六万八千零六十:
指令和数据高速缓存,8 KB
10级流水线
两周期整数乘法单元
分支预测
双指令流水线
说明在地址产生单元(AGU),从而提供的结果在ALU两周期
低成本LC =没有MMU
低成本电子商务=没有MMU和FPU
主要用途
这个世嘉五代用68000颗主频为7.67 MHz的CPU。
该处理器的68000线已被用于各种系统,从现代高端德克萨斯仪器计算器(的德州仪器-89,TI-92,和200航次线)所有的成员掌系列运行Palm OS 1,X 4,X 5(OS X是。臂为主),甚至辐射硬化在关键控制系统的版本航天飞机。然而,他们成了最著名的处理器供电台式电脑如苹果Macintosh,司令官Amiga,的辛克莱QL,的雅达利ST,和其他几个人。68000处理器的选择也是在80年代Unix 工作站和服务器从公司如Sun微系统公司,下一个和硅图形(SGI)。有一个68000的版本CP /M所谓的CP / m-68k,这是最初提出是Atari ST的操作系统,但游戏的选择雅达利TOS相反。
而且,也许最重要的是,Adobe Postscript解释器的前几个版本68000的基础。在苹果的68000LaserWriter而在使用LaserWriter加上比在麦金塔电脑的版本快。在后来的后记翻译快68030,包括标准分辨率的Laserwriter iintx,IIF和IIg(300 dpi),分辨率更高的LaserWriter Pro 600系列(通常是600 DPI,但限于300 DPI最小安装的RAM)和非常高的分辨率linotronic照排机的200ps(1500+ DPI)和300ps(2500 + DPI)。此后,Adobe一般优先为其处理器RISC,它的竞争对手,他们的Postscript克隆,已经与RISCs,经常一个AMD的29000系列。68000年初通过Adobe Postscript解释器和硬件被命名为冷战美国火箭和导弹:阿特拉斯,红石,等。
今天,这些系统是线的两端(在Atari的情况下),或使用不同的处理器(在Macintosh,Amiga,太阳,和SGI的情况)。因为这些平台在上世纪80年代他们的市场份额的峰值,其原有的厂商都不可能支持这一硬件或操作系统甚至倒闭。然而,GNU/Linux,NetBSD和OpenBSD操作系统还包括68000个处理器的支持。
68000处理器也被用在世嘉五代(Mega Drive)和SNK 新地理机作为主CPU。其他游戏机等世嘉土星用68000的音频处理和其他I/O任务,而雅达利美洲虎包括68000的目的是为系统的基本控制和输入处理,但由于捷豹的各种不寻常的异构处理器也经常用于运行游戏逻辑。许多商场板也采用68000处理器包括CAPCOM、SNK板,和塞加。
微控制器来自68000个家庭已被用于各种各样的应用。例如,CPU32和ColdFire微控制器已生产的数以百万计的汽车发动机控制器。
建筑:
熟悉的人PDP-11或VAX通常感觉舒适的68000。随着通用寄存器到专门的数据和地址寄存器的分裂异常,68000建筑在许多方面是一个32位的PDP-11。
它有一个更正交指令集比许多处理器之前(例如,8080)和后(如x86)。那是,它通常可以操作自如的操作数,而不是被限制使用某些指令的寻址方式。此属性进行编程的人比较容易,也更容易对编译器的编写代码生成器。
68000指令集可分为以下几大类:
加载和存储(移动)
算术(添加、子、牧、穆卢、div、DIVU)
移位(ASL,ASR,LSL,LSR)
钻头旋转(ROR、ROL、roxl,RoxR)
逻辑运算(与,或,非,EOR)
类型转换(字节到字和反之亦然)
有条件的和无条件分支(胸罩,BCC -贝克,BNE,BHI,BLO,BMI,BPL,等)
子程序调用和返回(BSR,RTS)
堆栈管理(链接,unlk,豌豆)
造成和响应中断
异常处理
没有相当于x86CPUID指令确定CPU或MMU或FPU是什么礼物。
68050和68070
本节不引用任何来源。请帮助我们改进部分加入引用可靠来源。今天的材料可能挑战和远离的。(十月2013) (了解如何以及何时删除该模板的信息)
没有68050,虽然在这一点上它是摩托罗拉的一个项目。奇数版本一直到现有的偶数部分中提出的问题的反应;因此,人们普遍认为68050将减少68040的电力消耗(从而散热),改进的例外在FPU处理,用一个更小的特征尺寸,并与用线优化微码指令程序。这些优化包括68060,其设计目标的一部分。由于各种原因,可能是68060在发展,那英特尔80486没有进步很快摩托罗拉假定,这68060是一个高要求的项目,68050是在发展的早期,取消。
也没有修改的六万八千零六十,摩托罗拉在移离68000和过程88k到新的处理器产品线PowerPC业务,所以68070从来没有发展。如果是,它会被修订为68060,可能与优越的FPU(流水线被广泛推测在Usenet)。
摩托罗拉主要采用偶数为CPU核心,如68000、68020重大修改,68040和68060。68010是一个修订版的68000对芯小的修改,同样,68030是一个68020修订一些更强大的功能,它们都归类为核心的一个重大升级不够显著。
有一个CPU与六万八千零七十设计,是授权和稍慢版的16位和32位68000有一个基本的DMA控制器,我2C主机和一个片上的串行端口。这68070为在主CPU飞利浦 交互式光盘。这个CPU,然而,由飞利浦并不是正式的部分摩托罗拉680x0系列。
最后一代
第四代六万八千零六十共享大部分英特尔的特点P5微体系结构。
其他的变种【编辑]
个人计算机XT / 370 / 370基于PC的IBM大型机每一个包括两个自定义修改摩托罗拉68000处理器微码仿真S / 370主机的指令。[ 11 ][ 12 ]
主线68000处理器的消亡后,68000的家庭已经在一定程度上单片机和嵌入式微处理器的版本。这些芯片包括列在“其他”之上的,即CPU32(又名六万八千三百三十),这ColdFire,的通信和龙珠。
竞争对手
台式机
在80年代和90年代初,当68000被广泛应用于台式电脑,它的主要竞争对手因特尔的x86建筑用IBM PC兼容机。1代68000个CPU的主要竞争对手16位八千零八十六,八千零八十八,和八万零二百八十六。2代打败了八万零三百八十六(第32位x86处理器),和3代的反对八万零四百八十六。第四代竞争的P5 奔腾线,但它几乎没有广泛使用之前,由于大部分老68000市场要么倒闭或接近(在Atari的情况下),或转换到新的架构(PowerPC对于Macintosh和Amiga,SPARC为太阳,和MIPS为硅图形(SGI))。
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