Fairchild F8 - Fairchild F8

Fairchild F8
KL Fairchild F3850.jpg
F3850, процессор системы Fairchild F8.
Общая информация
Запущен1975
Общий производитель (ы)
Спектакль
Максимум. ЦПУ тактовая частотаОт 1,00 МГц до 2,00 МГц
Архитектура и классификация
Набор инструкций8 бит
Физические характеристики
Пакет (ы)

В Fairchild F8 это 8-битный микропроцессор система, созданная Fairchild Semiconductor анонсирован в 1974 г., поставлен в 1975 г.[1][2]

Функции

Инженеры, разработавшие микрокомпьютер Fairchild F8, поставили перед собой ряд целей. Компьютер должен был быть экономным в электрическом отношении. Требовались характеристики, позволяющие легко взаимодействовать со стандартными компонентами SSI и MSI. Требовался умеренный набор инструкций. Его нужно было легко включить в дизайн. При проектировании необходимо было разместить максимальное количество компьютерных компонентов и схем в компонентах LSI, чтобы минимизировать количество пакетов. Такой подход сократил время, затрачиваемое на проектирование логических схем поддержки.

Эти цели привели к созданию микрокомпьютера с архитектурой мультиплексированной шины, всего с двумя шинами для всех функций: шиной данных с временным мультиплексированием и 7-битной шиной управления для синхронизации компонентов системы относительно шины данных. Функции F8 были распределены между несколькими устройствами, что упростило систему.

В F8 шина управления регулирует использование шины данных с помощью сигналов синхронизации и управления состоянием. Phi-часы делят машинный цикл на дискретные фазы в зависимости от выполняемой инструкции. Пять линий контроля состояния являются функцией выполняемой инструкции. Состояния шины управления регулируют управление информацией в компьютере.

F3851 - это блок хранения программ, содержащий 1 КБ ПЗУ. Он запрограммирован при производстве с использованием маски, которую может указать заказчик Fairchild. Блок питания F3851A из оценочного комплекта F8 Evaluation Kit 1 был заполнен программой Fairbug, которая позволяла проверять и изменять память, переходить к процедурам, просматривать регистры, перфорировать бумажную ленту и взаимодействовать с пользователем телетайпа. Все 64 КБ памяти могут быть адресованы, и любой раздел может быть ОЗУ или ПЗУ. Блок питания Fairbug был демонстрацией упаковки многих программ в ПЗУ размером 1К. Другие интерфейсы памяти включают интерфейс динамической памяти F3852 и интерфейс статической памяти F3853.

Счетчик программ (ПК) поддерживается в соответствующих микросхемах поддержки: PSU, DMI и SMI. Для каждой микросхемы поддержки в системе есть один программный счетчик, который хранит одинаковые счетчики. Отдельная микросхема поддержки будет использовать свой внутренний программный счетчик, когда следующая инструкция поступает из его собственного адресного пространства, в противном случае он будет просто поддерживать ее и поддерживать ее в актуальном состоянии без получения инструкций. Микросхемы поддержки памяти также содержат по паре счетчиков данных, каждый из которых используется только один из них.

В F8 нет ограничений на использование адресов памяти, поскольку F8 реализует фон Неймана архитектура. Память может использоваться для хранения как данных, так и кода, и ЦП не делает различий в том, как обрабатывается память в обоих случаях.

F8 имеет два двунаправленных 8-битных порта, встроенных в каждый блок питания, но не в DMI и SMI. Прерывание в F3850 похоже на вызов подпрограммы. Обнаружение включения питания организует компьютерную схему.

Машинные инструкции могут быть сгруппированы в шесть категорий: инструкции накопителя, инструкции ветвления, инструкции обращения к памяти, инструкции адресного регистра, инструкции регистра блокнота, разные инструкции (прерывание, ввод, вывод, косвенный регистр блокнота, загрузка и сохранение).[3]

Микрокомпьютер Fairchild F8 стал доступен инженерам-разработчикам электроники в конце 1975 года. Плата имеет три крупномасштабных интеграционных устройства, упакованных в 40-контактные ИС: ЦП, блок питания и SMI. Эта печатная плата работала как 8-разрядный персональный компьютер 64K, подключенный к Teletype. Дизайн допускал дополнительные интерфейсы для гибких дисков и других устройств. Программа под названием Fairbug, которая находилась в блоке питания 1K, позволяла пользователям просматривать и изменять память и регистры, а также тестировать программы, написанные в машинном коде. Это устройство появилось в начале перехода от компьютеров с общим доступом к персональным компьютерам.

FAIR-BUG

Fairchild предоставила комплекты для разработки и оценки для F8, в эти комплекты входил блок питания 3851A (Program Storage Unit), который содержал монитор в ПЗУ с маской, вектор которого начинался с адреса 0x8080.[4] При включении было введено ПЗУ. Монитор ROM упоминался в литературе Fairchild как FAIR-BUG.[4] Монитор FAIR-BUG - это совокупность процедур для помощи инженерам-разработчикам продуктов, которые взаимодействовали с FAIR-BUG из Телетайп. Fairchild расширил FAIR-BUG как KD-BUG для использования с клавиатурой и дисплеем.[5]

Основные команды FAIR-BUG - это отдельные символы ASCII, взятые из набора {A, B, C, D, E, F, G, I, L, M, N, P, R, S, W}. Ячейки регистров и памяти были введены как параметры сразу после идентификатора команды. Например, команда M02F0-02FF приводит к тому, что телетайп набирает содержимое 16 байт памяти. Команды FAIR-BUG адресуют все ячейки памяти и все регистры. Эти места могут быть проверены или изменены программистом.

FAIR-BUG содержит пять подпрограмм, которые используются для обработки команд: Введите 2 байта ASCII; Выведите 1 байт ASCII; Выведите строку CR, LF, Null; Выведите 1 байт ASCII; Введите 1 байт ASCII с устройства параллельного ввода. FAIR-BUG - это, по сути, процедура управления произвольным доступом ко всей памяти, как RAM, так и ROM, и всем регистрам, включая счетчик программ, счетчик данных и блокнот. Программисту дается возможность помещать любую из более чем 70 инструкций или операндов машинного кода в ячейки памяти. Затем программист может использовать команду G для загрузки определенного адреса в счетчик программы и выполнения процедуры по этому адресу.

Целью предоставления подпрограмм FAIR-BUG в 1975 году было помочь инженерам ускорить создание приложений для микросхем F8.

Дизайн

Сам процессор не имел адресная шина - адреса памяти хранились в собственном адресном счетчике каждого сопроцессора и управлялись с помощью пяти управляющих сигналов, что уменьшало количество выводов и связанную с ними стоимость. Он также содержал 64 байта блокнотная память, доступ к которому осуществляется регистром ISAR в восьми ячейках (окнах регистров), что означает, что для небольших приложений не всегда требуется внешняя оперативная память. Кроме того, двухчиповый процессор не нуждался в микросхемах поддержки, в отличие от других, которым требовалось семь или больше.

Использование регистра ISAR позволило подпрограмма для ввода без сохранения регистров ISAR просто изменится, что ускорит выполнение. Регистры специального назначения обычно хранятся во второй ячейке (регистры 8-15), и только первые шестнадцать регистров могут быть доступны напрямую. Концепция окон была полезной, но доступ к регистрам, на который указывает ISAR, был возможен - для доступа к другим регистрам ISAR увеличивался или уменьшался через окно.

F8 работал на частоте 1–2 МГц, обеспечивая время цикла 0,5 мкс.

История

Микрокомпьютер Fairchild F8 развивался в 1974 и 1975 годах.[6] Первый набор интегральных схем был доступен инженерам в 1975 году. Эти 40-контактные интегральные схемы требовали документации, чтобы заставить микрокомпьютер F8 работать. В предварительном справочнике по микрокомпьютерам F8 от Fairchild Semiconductor указана дата 27 июня 1975 года. В Руководстве по программированию микрокомпьютера Fairchild F8 также указана дата 27 июня 1975 года. Другой документ под названием «Руководство пользователя с разделением времени для микрокомпьютера Fairchild F8» был опубликован 7 августа. , 1975 как редакция A. В сентябре 1975 года Fairchild опубликовала Руководство пользователя F8 Design Evaluation Kit № 1. Эти документы должны были сопровождать набор Fairchild F8 Design Evaluation Kit 1, который продавался инженерам. Комплект 1 представлял собой 8-битный микропроцессор на единственной плате. На плате было три 40-контактных ИС: F3850, F3851, F3853. В F3850 находился центральный процессор. F3851 имеет постоянную память, содержащую программу под названием Fairbug. F3853 содержал схему для взаимодействия со статической оперативной памятью объемом 64 Кбайт. Печатная плата обеспечивала простой интерфейс к Teletype для взаимодействия с программой Fairbug.[7][8][9][10][11][12][13][14]

F8 был выпущен в однокристальной реализации ( Mostek 3870 ) в 1977 году. Согласно данным CPU Museum, «в 1977 году F8 был ведущим микропроцессором в мире по продажам процессоров».[15]

F8 использовался в Канал Фэйрчайлд F Система видео развлечений в 1976 году и в VideoBrain Компьютерная система 1977 г.

Производство F8 было прекращено в середине 1980-х годов, когда компания Innovative Data Technology, Сан-Диего, Калифорния, в последний раз приобрела его для использования в своем флагманском ленточном накопителе 1/2 дюйма с 9 дорожками серии TD1050, который использовался для обмена данными биллинга в телекоммуникационных компаниях. операторы.

Изобретатель

В патентном документе US4086626 Дэвид Х. Чанг указан как изобретатель компьютера, известного нам как Fairchild F8. Дата подачи заявки на патент - 7 июня 1976 года. Изобретение было продолжением инженерных работ, упомянутых в патенте под датой приоритета 7 октября 1974 года. Владельцем патента была Fairchild Camera and Instrument Corporation. Карьера Дэвида Х. Чанга включала должности в Texas Instruments, Fairchild и Sony.[16]

Рекомендации

  1. ^ «ЦП дня: микропроцессор Fairchild F8». Музей CPU Shack. 8 июня 2013 г.. Получено 18 августа, 2013.
  2. ^ "Фэирчайлд F8". Страница коллекционера антикварных фишек. Получено 18 августа, 2013.
  3. ^ Предварительный справочник микропроцессоров F8, введение, Fairchild Semiconductor, 27 июня 1975 г., редакция A
  4. ^ а б Аппаратное обеспечение поддержки разработки микропроцессоров F8 (PDF). Fairchild Semiconductor.
  5. ^ KD-BUG Руководство пользователя (PDF). Fairchild Semiconductor. 1978 г.
  6. ^ Патент: US3984813. Дата подачи заявки: 7 октября 1974 г. Первоначальный правопреемник: Fairchild Camera and Instrument Corporation.
  7. ^ The One-Card F8 Microprocessor Evaluation System Instruction Sheet, Fairchild Microsystems, 13 февраля 1976 г.
  8. ^ Микропроцессор F8, Fairchild Semiconductor, 1975 г.
  9. ^ Руководство пользователя F8 Fairbug, Fairchild Micro Systems, 15 сентября 1976 г.
  10. ^ Руководство пользователя F8 Design Evaluation Kit Number One, Fairchild Semiconductor, сентябрь 1975 г., редакция B
  11. ^ Схематический чертеж комплекта для оценки конструкции микропроцессора F8, редакция B, 21 августа 1975 г.
  12. ^ Предварительный справочник микропроцессоров F8, Fairchild Semiconductor, 27 июня 1975 г., редакция A
  13. ^ Гильдия программистов для микрокомпьютера Fairchild F-8, Fairchild Semiconductor, 27 июня 1975 г., редакция A
  14. ^ Руководство пользователя таймшера для микропроцессора Fairchild F8, Fairchild Semiconductor, 7 августа 1975 г., редакция A
  15. ^ «8-битные микропроцессоры - F8 (3850)». Архивировано 17 июля 2011 года.. Получено 2013-08-18.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь)
  16. ^ Патентный документ US4086626
Примечания

Статья основана на материалах, взятых из Бесплатный онлайн-словарь по вычислительной технике до 1 ноября 2008 г. и зарегистрированы в соответствии с условиями «перелицензирования» GFDL, версия 1.3 или новее.

внешняя ссылка