Generación uno (internamente 16/32-bit, y producido con 8,16, e interfaces 32 bites)
El
Motorola 68000 (MC68000), que debe su nombre al número de transistores de los que se compone, es un microprocesador desarrollado por
Motorola y utilizado, entre otros, en los
Commodore Amiga, los
Atari ST y los primeros
Macintosh. A mediados de los años 70 Motorola comienza el diseño de un microprocesador de 16bit (proyecto que se conoció como MACSS: Motorola´s Advanced Computer System on Silicon) debiendo éste ser fácil de programar y capaz de aprovecharse del mercado existente de su antecesor de 8bit, el MC6800. Así nace en 1979 el MC68000, un procesador de 16bit con registros de 32 bit que intercambia datos de E/S en formatos de 8, 16 y 32 bit y opera con un reloj a 8Mhz. El MC68000 fue lanzado al mercado en
1980 y es el primero de una familia de microprocesadores que está formada por el
Motorola 68010,
Motorola 68020,
Motorola 68030,
Motorola 68040 y el
Motorola 68060. Esta familia de procesadores a menudo es designada por el término genérico
680x0,
m68k,
68k o
familia 68000.
Motorola desarrolló también a un sucesor de los 680x0: el
Coldfire. Los microprocesadores de la familia 68000 son de tipo
CISC.
Primero conviene destacar las diferencias entre un procesador de 16bit con los de 8. Esto sobre todo porque el MC68000 viene a ser uno de los primeros procesadores de 16bit comerciales y tendrá que batirse con un mercado marcado por la tecnología en 8bit (como son los procesadores Z80, 6502, Intel 8086, MC6800). .
En las tablas siguientes se muestra la codificación de un comando (op-code) para los procesadores MC6800 y MC68000. La mayor flexibilidad y también complejidad del caso 16bit se nota en la cantidad de registros accesibles, los diversos modos de direccionamiento y finalmente la capacidad de computar operandos de largo variable (8,16 y 32bit).
Op-Code
MC6800
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1
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0
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1
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0
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1
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1
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0
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1
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registro (2)
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modo de direccionamiento (4)
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operación (12)
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MC68000
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1
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1
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0
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1
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1
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0
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0
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1
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0
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1
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0
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1
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1
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0
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1
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0
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operación (16)
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registro dato (8)
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a/de memoria
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tamaño
operando (3)
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dirección efectiva
(8 registros * 12 modalidades)
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(Los números entre corchetes indican la cantidad de posibilidades validas de la "variable" respectiva)
El resultado de esto es una cantidad abismante de instrucciones (mas de 10000) lo que hace de este procesador un claro representante de la tecnología CISC.
ARQUITECTURA
Registros 68000
Todos son de 32 bits, y son los siguientes:
8 registros de datos (D0/D7).
8 registros de direcciones (A0/A7): el registro A7 (SP) está desdoblado en dos registros independientes (puntero de pila de supervisor o SSP y el puntero de pila de usuario o USP).
1 contador de programa o PC.
1 registro de estado o SR: está dividido en dos bytes: el byte de usuario (CCR) y el byte de supervisor (es un recurso privilegiado, pues sólo se puede leer y escribir en modo supervisor; en modo usuario tan sólo se puede leer. En caso de ser modificado en el último caso, el microprocesador salta a una ISR de violación de privilegio).
El byte de supervisor lo constituyen 8 bits, de los cuales 3 son la máscara de interrupciones, el bit S o de supervisor (indica si está en modo supervisor o modo usuario) y el bit T o modo de traza.
Unidades Aritméticas 68000
No debe olvidarse que se trata (también) de un chip de 16bit, lo que se nota en el tamaño del bus de datos (16bit) y también por el hecho que una instrucción (op-code) se codifique en 16bit. Sin embargo, al incluir a parte de la ALU principal dos unidades aritméticas exclusivamente dedicadas a calcular direcciones resulta un poder de cálculo de 48bit en paralelo, 16bit de datos y 32 para la dirección. Contiene dos ALUs diferentes, para operar con datos y direcciones independiente y simultáneamente.
Destacable 68000
Implementa un sistema de colas (prefetch queue) que adelanta la obtención de instrucciones para su más inmediato procesamiento por parte de la CPU, método conocido también como pipeline. El MC68000 fue uno de los primeros procesadores desarrollados con la tecnología de microprogramas, facilitando su diseño gracias a la modularidad del método. El 68000 ordena los bytes de datos partiendo con el byte menos significativo "leastsignificant-byte first (LSB)", lo cual resulta más natural porque el ordenamiento de un byte en sí es LSB.
Modos de direccionamiento 68000
Como vimos, el 68000 es una máquina CISC y tiene 12 modos de direccionamiento. Estos pueden ser clasificados en 6 grupos y Acepta los siguientes modos de direccionamiento:
-Implícito (o inherente). -Inmediato.
Inmediato rápido.
-Absoluto:
Absoluto largo.
Absoluto corto.
-Directo a registro.
Directo a registro de datos.
Directo a registro de direcciones.
-Indirecto.
Indirecto con postincremento.
Indirecto con predecremento.
Indirecto con desplazamiento.
-Indirecto con índice y desplazamiento.
Relativo a PC
con desplazamiento.
Modelo de memoria
Se organiza mediante el mapa de memoria física y el mapa de memoria funcional.
