Texas Instruments TMS9900 (original) (raw)
TMS9900は、テキサス・インスツルメンツ(TI)が1976年にリリースした、世界的にも最も早い時期の16ビットマイクロプロセッサである。
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| dbo:abstract | Der TMS 9900 war ein 1976 vorgestellter 16-Bit-Prozessor von Texas Instruments (TI), der vor allem durch den Einsatz in den Heimcomputern der TI-99-Serie bekannt ist. Er war einer der ersten 16-Bit-Mikroprozessoren und vom Design als Ein-Chip-Version der TI-990-Minicomputer-Reihe konzipiert. Eine Besonderheit des TMS9900 ist, dass sich die Register in einem Teil des externen RAMs befinden. Ein Workspacepointer (WP) genanntes internes Register zeigt auf einen Bereich von 16 16-Bit-Worten (den Workspace), die wie Register benutzt werden können. Hierdurch ist ein schnelles Wechseln verschiedener Registersätze möglich, was vor allem bei Multitaskinganwendungen und der Interruptverarbeitung hilfreich ist, da es das Sichern der Register bei einem Kontextwechsel vermeidet. Weiterhin verfügt der TMS9900 in seinem Befehlssatz über einen ungewöhnlichen Befehl, welcher als „X“ bezeichnet wird. Hierbei wird ein Befehl ausgeführt, der sich an einer durch eines der Register spezifizierten Adresse im Speicher befindet. Im Gegensatz zu den üblichen Sprungbefehlen wird danach das Programm direkt nach dem „X“-Befehl weiter abgearbeitet und nicht nach der Sprungadresse fortgesetzt. In Kombination mit einem Disassembler, der durch Ermittlung von Codelänge und Sprungbefehlen die Adresse des jeweils als nächstes auszuführenden Befehls ermittelt, lässt sich damit ein Einzelschritt-Debugger aufbauen. Als Beispiel sei der Millers Graphics Explorer auf dem TI-99/4A genannt. (de) Introducido en el mercado en 1976 y basado en su predecesor, el grupo de chips que formaban el microprocesador Texas Instruments 990, el TMS9900 fue uno de los primeros microprocesadores de 16 bits. Fue diseñado como una versión de un único chip del microordenador , de la misma manera que el 6100 lo era del PDP-8, y los Fairchild y Data General fueron versiones en un chip del Nova de Data General. El TMS9900 era de tecnología nmos, si bien, posteriormente Texas Instruments produjo una versión bipolar (I2L), el SBS9900 que sólo difería en cuanto a las tensiones de alimentación. Tiene un bus de direcciones de 15 bits, uno de datos de 16 bits, y tres registros internos de 16 bits: el contador de programa (Program Counter o PC), WP y el registro de estados (Status Register o ST). Una característica curiosa es que los registros de uso general se ubican en la memoria externa. Hay más características destacables en este chip. Disponía de una buen manejo de interrupciones y un excelente conjunto de instrucciones. E/S seriales estaban disponibles a través de las líneas de dirección. En una comparación con un microprocesador Intel 8086 se puede ver que el TMS9900 posee programas más pequeños y veloces. La principal desventaja fueron su pequeño espacio de direcciones y la necesidad de una memoria RAM rápida. Una característica única en el TMS9900 fue la instrucción 'X' (por eXecute) en su lenguaje assembler. Esta instrucción era utilizada para ejecutar una instrucción ubicada en la dirección de memoria apuntada por un registro. Esta característica permitía una forma de ejecutar código de manera no secuencial. El TMS9900 se utilizó en los ordenadores domésticos Texas Instruments y TI-99/4A. Sin embargo, para reducir los costos de producción se utilizó una memoria RAM de 8 bits en estos computadores, lo que disminuía de forma notable su rendimiento. Una versión posterior, el TMS9995, contenía una RAM interna, mientras que el acceso al exterior se producía a través de un bus de datos de 8-bits. El microordenador cortex, de , estaba basado en el TMS9995. Tiempo más tarde Texas Instruments desarrolló el más potente , que era el microprocesador de las minicomputadoras de la serie , aunque llegó al mercado cuando la era de las minicomputadoras ya estaba finalizando. (es) Introdotto nel 1976, il TMS 9900 fu uno dei primi microprocessori a 16-bit effettivi (i primi furono probabilmente il National Semiconductor IMP-16 ed il processore "bit slice" AMD AMD-2901 in configurazione a 16 bit). Prodotto in tecnologia CMOS, fu concepito come versione a singolo chip della serie di minicomputer della Texas Instruments TI 990, così come altri progetti dell'epoca. Tuttavia, il TMS 9900 si distingueva per un'architettura matura e ben progettata. IL 9900 era dotato di un bus indirizzi a 15 bit, un bus dati a 16 bit e tre registri interni sempre a 16 bit (PC, WP, e ST). Caratteristica peculiare del 9900 era la conservazione dei registri general purpose nella memoria esterna anziché all'interno della CPU (sistema "memory to memory"). Un unico registro "workspace" (WP) puntava al set di 16 registri memorizzato nella RAM cosicché l'esecuzione di una [subroutine] o di un [interrupt] comportava l'aggiornamento del solo registro WP, diversamente da quanto accadeva su altre CPU dove era necessario il salvataggio dell'intero set di registri per compiere un context switch. Tale caratteristica era a quei tempi sensata in quanto le memorie RAM erano spesso più veloci delle CPU. Il risultato finale si traduceva in una più veloce risposta agli interrupt, così come la gestione delle subroutine. TMS9900NL in package plastico (montato in un TI-99/4A). In questa versione i pin, da saldare, non erano placcati d'oro. I registri mappati nella RAM non erano l'unica caratteristica positiva del chip. Il 9900 infatti era dotato di una buona gestione degli interrupt ed un ottimo set di istruzioni. L'I/O seriale era implementato tramite bus di indirizzi. Inoltre, nella comparazioni di algoritmi tipici, il codice del TMS 9900 era più compatto e veloce rispetto a quello dell'Intel 8086. Gli svantaggi principali erano invece rappresentati dalla necessità di supporto di RAM veloci e un ridotto spazio di indirizzi (address space). Come nel 6502, il TMS 9900 era dotato di una istruzione di salto "indiretto" 'X' (da eXecute), utilizzata per eseguire un'istruzione puntata da un registro. Il processore, costituito da circa 8000 transistors, era inizialmente inserito in un package ceramico di tipo DIP da 64 pin, insolitamente grande, mentre molti altri microprocessori a 8 bit dell'epoca utilizzavano un più economico e compatto package plastico da 40 pin. Il TMS9900 è stato utilizzato negli home computer TI-99/4 e TI-99/4A. Sfortunatamente, con l'obiettivo di ridurre i costi, la Texas Instruments scelse di abbinare alla CPU una RAM di soli 128 word da 16 bit (= 256 byte). Come resto della memoria necessaria al computer erano sfruttati 16 KB (da 8-bit) integrati nel controller video e accessibili attraverso lo stesso chip esterno, determinando un pesante limite nelle prestazioni della CPU. Nonostante lo scarso supporto da parte della Texas Instruments, il 9900 fu ad un certo punto potenzialmente in grado di superare in popolarità l'Intel 8086. Versioni derivate dal 9900 furono il TMS 9980, sviluppato per competere con l'Intel 8080, con un bus dati da 8 bit e uno spazio indirizzi di soli 16 KB, e il successivo TMS 9995, rivisto nell'architettura. Ulteriori sviluppi della famiglia seguirono con la serie 99000, utilizzata anche nei minicomputer 990/10A quale soluzione a costo ridotto. Sfortunatamente, il 990/10A raggiunse il mercato troppo tardi rispetto alla concorrenza, quando ormai l'epoca dei minicomputer già imboccava la via del tramonto. (it) Introduced in June 1976, the TMS9900 was one of the first commercially available, single-chip 16-bit microprocessors. It implemented Texas Instruments' TI-990 minicomputer architecture in a single-chip format, and was initially used for low-end models of that lineup. Its 64-pin DIP format made it more expensive to implement in smaller machines than the more common 40-pin format, and it saw relatively few design wins outside TI's own use. Among those uses was their TI-99/4 and TI-99/4A home computers, which ultimately sold about 2.8 million units. Microcomputer-on-chip implementations of the 9900 in 40-pin packages included the TMS9940, TMS9980/81, TMS9995. The TMS99105/10 was the last iteration of the 9900 in 1981 and incorporated features of TI's 990/10 minicomputer. By the mid-1980s the microcomputer field was moving to 16-bit systems like the Intel 8088 and newer 16/32-bit designs like the Motorola 68000. With no obvious future for the chip, TI turned its attention to special-purpose processors like the Texas Instruments TMS320, introduced in 1983. (en) TMS9900は、テキサス・インスツルメンツ(TI)が1976年にリリースした、世界的にも最も早い時期の16ビットマイクロプロセッサである。 (ja) O TMS9900 foi um dos primeiros microprocessadores de 16 bits comercialmente disponíveis com chip único. Criado pela Texas Instruments em junho de 1976, o TMS9900 foi usado nos computadores domésticos TI-99/4 e TI-99/4A. (pt) Микропроцессор TMS9900, представленный в июне 1976, был одним из первых коммерчески доступных однокристальных 16-битных микропроцессоров. TMS9900 использовался, главным образом, в домашнем компьютере TI-99/4A. (ru) |
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