计算机硬件架构五

Posted 2020-08-31

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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