Texas Instruments TMS9900

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Az 1976 júniusában megjelent TMS9900 volt a világ első, kereskedelemben kapható egylapkás 16 bites mikroprocesszora. A TMS9900 processzort széles körben alkalmazták a TI-99/4 és TI-99/4A otthoni számítógépekben. A processzor technikailag CISC-felépítésű, érdekessége, hogy rendkívül kevés (3) belső regisztere van, ennek ellenére vannak általános célú regiszterei, de azok a processzor számára „külső“ tárolóhelyek, a főmemóriában helyezkednek el.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

TMS9900JL kerámia tokozásban, aranyozott lábakkal

A TMS9900 alapjául a TI 990 miniszámítógép-sorozat szolgált, a processzor gyakorlatilag ennek a minigépnek az egy áramkörön való megvalósítása. Ez a gyakorlat nem egyedülálló, ehhez hasonlóan pl. az Intersil 6100 processzor is a 12 bites PDP-8 miniszámítógép egycsipes megvalósítása volt, avagy a Fairchild 9440 és Data General mN601 egyaránt a Data General Nova gépének egycsipes megvalósításai.

A többi hasonló 16 bites mikroprocesszortól eltérően, mint pl. a National Semiconductor IMP-16 vagy a DEC LSI-11, amelyek közül egyik-másik megelőzte a TMS9900-at, ez egy egyetlen integrált áramkörrel megvalósított teljesértékű, független 16 bites mikroprocesszor.

Architektúra[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A TMS9900 processzornak mindössze három belső regisztere van, ezek a programszámláló (PC), állapotregiszter (status register, ST) és a munkaterület-mutató regiszter (workspace pointer register, WP).[1] A WP regiszter egy külső RAM-területre mutat, ahol a processzor 16 általános célú (16 bites) regisztere található. Ez a felépítés igen gyors kontextus-váltást tesz lehetővé, tehát pl. egy szubrutinhívásnál csak az egyetlen munkaterület-mutató értékét kell változtatni a regiszterek egyenkénti elmentése helyett.

A címeket a big endian bájtsorrend szerint tárolja és értelmezi. A TMS9900 egy klasszikus 16 bites gép, amely 216 bájtot képes megcímezni, azaz 65 536 bájtot vagy 32 768 szót.

A processzorban nincs a veremhez hasonló szerkezet, ezt az elvet nem használja. Ehelyett a programszámlálót és a regiszterkörnyezetet elmentő ugróutasítások találhatók az utasításkészletben. A processzor 16 hardver- és 16 szoftvermegszakítást kezel, ezek vektorai PC és WP párokat tartalmaznak, így tehát a regiszterkörnyezet automatikusan cserélhető a megszakítások kiszolgálásánál is.

Utasításkészlet és címzés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A TMS9900 processzornak 72 utasítása van, amelyek 2 vagy 3 szavasak lehetnek és mindig szóhatáron helyezkednek el a memóriában. Az utasításkészlet elég ortogonális, ami azt jelenti, hogy néhány kivételtől eltekintve az összes utasítás használhatja az összes címzési módot az operandusok címzésében.

...

Kivitelezés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A TMS9900 kivezetései (64-lábú DIP tokozás)

A TMS9900 N-csatornás szilíciumkapus MOS folyamattal készült,[1] amely +5V, -5V és +12V tápfeszültséget igényel és négyfázisú (nem átfedő fázisokkal) órajelet, amelynek maximális frekvenciája 3 MHz lehet (a.m. 333,3 ns ciklusidő),[2] amelyet általában egy 48 MHz-es kristály szolgáltat a TIM9904 (vagy más néven 74LS362) órajelgenerátor IC-ben.

...

Felhasználás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A TMS9900 processzort a TI-99/4 és TI-99/4A otthoni számítógépekben használták. Költségmegtakarítási célokból ezeket a gépeket mindössze 128 16 bites szóból álló gyors, TMS9900 által közvetlenül elérhető memóriával szerelték fel. A fennmaradó 16 KiB 8 bites DRAM memóriát csak a videovezérlő tudta közvetlenül elérni, ami rontotta a TI-99/4 teljesítményét.

TMS9900NL plasztik DIP tokozásban

A TI később kifejlesztette az erősebb, jobb tulajdonságokkal rendelkező TMS99000 processzort, amelyet a 990/10A miniszámítógép processzoraként használtak. Mire azonban a 990/10A piacra került, már látható volt a minigépek korszakának vége.

Változatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

modell leírás
TI990/9 Korai többcsipes CPU miniszámítógépes rendszerekhez, 1974
TI990/10 Többcsipes megvalósítás CPU miniszámítógépes rendszerekhez, 1975
TI990/12 Többcsipes megvalósítás, gyorsabb mint a 990/10.
TMS9900 Egycsipes megvalósítás, 1976. A TI-99/4(A) számítógépben alkalmazták.
TMS9940 Mikrovezérlő, benne 2 KiB ROM, 128 bájt RAM memória, visszaszámláló (decrementer), CRU busz, 1979
TMS9980, TMS9981 A TMS9900 8 bites változatai
TMS9985 TMS9940 8 KiB ROM, 256 bájt RAM memóriával, 8 bites külső sínnel, kb. 1978 (nem jelent meg)
TMS9989 Tökéletesített 9980, katonai hardverekben használták.
TMS9995 Tökéletesített TMS9985-höz hasonló processzor, ROM nélkül. A TI-99/8 prototípusban és a Geneve számítógépben használták.
TMS99000 Tökéletesített egycsipes 9900, a 990/10 felváltására, 1981.
TMS99105 Képes kiegészítő utasításokat emulálni
TMS99110 Továbbfejlesztett 99105-ös.

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b TMS9900 Microprocessor Data Manual. Texas Instruments Inc. (1976) 
  2. TMS9900 Microprocessor Data Manual. Texas Instruments Inc. (1976) 

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Texas Instruments TMS9900 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]