Motorola 68000
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Apparu en 1979, le Motorola 68000 est un microprocesseur CISC 16/32 bits développé par Motorola. C'est le premier de la famille de microprocesseurs souvent appelée m68k ou 680x0, qui comprend notamment les microprocesseurs Motorola 68010, Motorola 68020, Motorola 68030, Motorola 68040 et Motorola 68060. Le nom du 68000 vient à la fois de la continuité avec la famille de microprocesseurs Motorola 6800 et du nombre de transistors qu'il contient, un peu plus de 68 000.
Sommaire |
[modifier] Architecture
Même si l'on a essentiellement retenu l'élargissement et la multiplication des registres disponibles, ainsi que l'introduction d'une certaine orthogonalité dans le jeu d'instruction, la principale innovation de la série 68000 par rapport à son prédecesseur, le 6809, réside dans l'apparition d'instructions privilégiées et des niveaux de fonctionnement utilisateur - superviseur. Cette distinction est fondamentale dans les systèmes d'exploitation modernes tels Unix, qui n'auraient pu que difficilement voir le jour sur ces plates-formes sans cette innovation.
A noter la présence de l'instruction TAS (Test And Set) qui permet de tester et modifier la valeur d'un octet en mémoire en une seule instruction non interruptible. Ce type d'instruction est indispensable pour implémenter les sémaphores utilisés pour la communication inter-processus, donc les systèmes d'exploitation multitâches.
Deux petits défauts, corrigés dans le Motorola 68010, rendent cependant le 68000 incapable de bien supporter la virtualisation et la mémoire virtuelle : L'instruction MOVE from SR permet de lire la partie superviseur du registre SR même en mode utilisateur ; il n'est pas possible de relancer une instruction qui a causé une erreur d'accès à la mémoire.
[modifier] 16/32 bits
Le 68000 est qualifié de 16/32 bits car ses registres ont une largeur de 32 bits et ses instructions acceptent des données de 8, 16 et 32 bits. Toutefois, l'ALU (Unité arithmétique et logique) a une largeur de 16 bits, ce qui fait que les opérations sur 32 bits prennent plus de cycles d'horloge pour être exécutées. En outre, les bus externes ont une largeur de 16 bits pour les données et de 24 bits les adresses.
[modifier] Espace mémoire
Le 68000 peut également adresser de façon linéaire un espace mémoire total de 16 méga-octets.
Cet espace mémoire peut être séparé en quatre parts (programme superviseur, données superviseur, programme utilisateur, données utilisateur) sans utilisation de circuit externes, mais par simple décodage de trois lignes d'état fournies par le processeur.
Ces trois bits apportent un grande sécurité matérielle des données et permettent d'étendre l'espace mémoire à 64 méga-octets.
Le 68000 est également particulièrement adapté à une configuration multiprocesseurs.
Il peut être aussi utilisé avec les circuit périphériques de première génération (PIA MC6821 par exemple) grâce à des signaux de synchronisation disponibles sur le bus.
Le 68000 est big endian.
[modifier] Registres du 68000
- 8 registres de données 32 bits :
- D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7
- 7 registres d'adresse 32 bits :
- A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6
- le 8e registre d'adresse est le pointeur de pile correspondant au mode d'exécution utilisateur ou superviseur (USP ou SSP)
- A7 ou SP
- 4 registres spéciaux :
- PC (compteur ordinal 32 bits)
- SR (registre d'état 16 bits, l'octet de poids faible est appelé CCR)
- USP (pointeur de pile utilisateur 32 bits)
- SSP (pointeur de pile superviseur 32 bits)
[modifier] Utilisations du 68000
[modifier] Par Apple
Pour ses ordinateurs personnels, d'abord le Lisa, puis les premiers Macintosh (Macintosh 128K, Mac 512K, Mac Plus, Mac SE et Classic).
[modifier] Par Atari
Dans sa gamme d'ordinateurs personnels Atari ST.
[modifier] Par Commodore International
Dans sa gamme d'ordinateurs personnels Amiga (Amiga 1000, Amiga 2000, Amiga 500, Amiga 600, CDTV).
[modifier] Par Sega
Pour sa console de jeux vidéo Megadrive.
[modifier] Par Silicon Graphics
Pour ses premiers ordinateurs, prévus pour être utilisés comme terminaux IRIS 1000 et IRIS 1200. …
[modifier] Par SNK
Pour sa console de jeux vidéo Neo Geo.
[modifier] Par Sun Microsystems
Pour ses premières stations de travail Sun-1 et Sun-100.
[modifier] Par Texas Instruments
Pour les calculatrices TI-89, TI-89 Titanium, TI-92, TI-92 Plus et TI Voyage 200.
[modifier] Par Thomson
Pour son micro ordinateur TO16, abandonné au stade final
[modifier] Lien externe
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