Hitachi 6309 - Hitachi 6309

Hitachi 63C09E, версия 6309 с тактовой частотой 3 МГц

В 6309 является Hitachi's CMOS версия Motorola 6809 микропроцессор. Находясь в «режиме эмуляции», он полностью совместим с 6809. К спецификациям 6809 добавлены более высокие тактовые частоты, расширенные функции, новые инструкции и дополнительные регистры. Было добавлено большинство новых инструкций для поддержки дополнительных регистров, а также до 32-битной математики, аппаратного деления, битовых манипуляций и передачи блоков. 6309 обычно на 30% быстрее в собственный режим чем 6809.

Удивительно, но эта информация никогда не публиковалась Hitachi. В апрельском номере 1988 г. Ой! FM, японский журнал для пользователей персональных компьютеров Fujitsu, содержал первое описание дополнительных возможностей 6309. Позже Хироцугу Какугава опубликовал подробную информацию о новых функциях 6309 и инструкции на comp.sys.m6809. Это привело к развитию NitrOS9[1] для Цветной компьютер Tandy 3.

Модель программирования

6309 Модель программирования, показывающая расположение регистров. Дополнения к 6809 показаны синим шрифтом.

Отличия от Motorola 6809

6309 отличается от 6809 по нескольким ключевым параметрам.

Технологический процесс

Модель 6309 изготовлена ​​в CMOS технологии, а 6809 - это NMOS устройство. В результате, 6309 требует меньше энергии для работы, чем 6809. Его можно использовать с внешним DMA без необходимости обновления после максимум 15 циклов, как это делает 6809. Это динамичный дизайн. В таблице данных указана минимальная тактовая частота, и она потеряет свое состояние, когда тактовая частота будет слишком низкой.

Тактовая частота

6309 имеет версии B (2 МГц), как и 6809. Тем не менее, рейтинг скорости "C" был получен с максимальной тактовой частотой 3,0 или 3,5 МГц, в зависимости от того, на какой лист данных ссылаются. (Несколько японских компьютеров имели процессоры 63C09 с тактовой частотой 3,58 МГц, NTSC цветная вспышка частота, поэтому оценка 3,5 кажется наиболее вероятной). Неофициальные и индивидуальные отчеты показывают, что вариант 63C09 может работать на частоте 5 МГц без каких-либо побочных эффектов. Как и 6809, процессор Hitachi поставляется как с внутренней, так и с внешней тактовой частотой (HD63B / C09 и HD63B / C09E соответственно).

Вычислительная эффективность

При переключении в основной режим 6309 (в отличие от режима, совместимого с 6809 по умолчанию) многие ключевые инструкции будут выполнены за меньшее количество тактовых циклов. Это часто увеличивает скорость выполнения до 30%.

Дополнительные регистры

  • Два 8-битных аккумуляторы: "E" и "F". Их можно объединить в 16-битный аккумулятор "W". Существующий 16-разрядный аккумулятор D 6809 может быть объединен с W для образования 32-разрядного аккумулятора «Q». Вполне вероятно, что D - это сокращение от Double, а Q от Quad - количества хранимых в них байтов.
  • Регистр передачи "V" для инструкций между регистрами. На его значение не влияет аппаратный сброс, поэтому он может сохранять постоянное значение, следовательно, «V».
  • 8/16-битный нулевой регистр «0» для ускорения операций с использованием нулевой константы. Этот регистр всегда считывает ноль, а записи в него игнорируются.
  • Регистр режима «MD», вторичный регистр кода состояния, который управляет режимом работы. Определены только 4 бита этого регистра.

Дополнительные инструкции

Большинство новых инструкций являются модификациями существующих инструкций для обработки существования дополнительных регистров, таких как загрузка, сохранение, добавление и т.п. Подлинные дополнения 6309 включают межрегистровую арифметику, блочные передачи, аппаратное деление и манипуляции на уровне битов.

Несмотря на удобство дополнительных инструкций, анализ проведен 6809 гуру программирования.[ВОЗ? ] указывает, что многие из новых инструкций на самом деле медленнее, чем эквивалентный код 6809, особенно в жестких циклах.[нужна цитата ] Следует провести тщательный анализ, чтобы убедиться, что программист использует наиболее эффективный код для конкретного приложения.

Дополнительные аппаратные функции

Можно изменить режим работы прерывания FIRQ. Вместо объединения регистров PC и CC (нормальное поведение 6809) прерывание FIRQ может быть установлено для объединения всего набора регистров, как это делает прерывание IRQ. Кроме того, 6309 имеет два возможных режима прерывания: один для недопустимой выборки команды, а другой - для деления на ноль. Неверная выборка инструкций не маскируется, и многие Цветной компьютер TRS-80 пользователи сообщали, что их 6309 "глючили", хотя на самом деле это был индикатор улучшенных и неизвестных функций.

Рекомендации

  1. ^ NitrOS9

внешняя ссылка