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| 一般情報 | |
|---|---|
| 発売 | 1976年 |
| 製造中止 | 1977 |
| 共通メーカー | |
| パフォーマンス | |
| 最大CPU クロックレート | 4MHz |
| データ幅 | 8 |
| アドレス幅 | 12 |
| アーキテクチャと分類 | |
| 命令セット | 電子アレイ 9002 |
| 命令数 | 55 |
| 物理的仕様 | |
| パッケージ |
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Electronic Arrays 9002またはEA9002は、1976 年にリリースされた8 ビットのマイクロプロセッサです。サポート チップがほとんど必要ないシステムで簡単に実装できるように設計されました。64 バイトのRAMを内蔵し、 TTLデバイスに直接接続できます。28 ピンDIPにパッケージ化されているため、40 ピンのMOS 6502やZilog Z80などの同時代の設計よりも実装コストが低くなっています。当時はマイクロコントローラという用語が存在しませんでしたが、今日ではマイクロコントローラとして知られています。 [a]
28 ピンの設計では、16 ビット アドレス バスを実装するのに十分なピンが残っておらず、代わりに 12 のアドレス ラインがあり、メイン メモリが4,096 バイトに制限されていました。メモリはまだ非常に高価で、ターゲット市場は内部 RAM で間に合わせることが多かったため、これは当時は大きな制限ではありませんでした。演算に使用される 1 つの 8 ビット アキュムレータと、一時的な値を格納するために使用できる 8 つの 8 ビット レジスタがありました。これらは、8 ビット レジスタの最上位ビットとして機能する別の 8 つの 4 ビット レジスタによってサポートされ、インデックス作成や同様のアドレス操作のために 12 ビットに拡張されました。
Electronic Arrays (EA) は、新しいデプレッションロード NMOS ロジック製造ラインで問題を抱え、納品に苦戦していました。1977 年までに、6502 と Z80 が市場の大半を占めるようになり、11 月に EA は設計の販売を中止しました。翌年、 同社はNECに売却されました。
歴史
エレクトロニックアレイは1970年に6チップの電子計算機チップセットで最初の大きな成功を収め、その後数段階を経て着実にシングルチップ形式へと改良していった。[2]しかし、最初はモステクやテキサスインスツルメンツ、後には日本の電子機器メーカー数社が、チップ数を減らした製品で同社に先んじていた。1970年代半ばまでに同社は新製品ラインを切実に必要とし、CPUの開発を開始した。[3]
9002が設計された当時、マイクロコンピュータはまだ主要な市場としては登場しておらず、当時のプロセッサは主に電子計算機、レジ、ガソリンポンプなどの組み込み電子機器に使用されていました。[4]これらの用途では、コンピュータプログラムは通常、読み取り専用メモリ（ROM）に保存され、必要なランダムアクセスメモリ（RAM）の量は、たとえばポンプで汲み上げたガロン数と合計コストを追跡するなど、非常に少量でした。これにより、設計者は、完全なシステム内のチップの総数を削減するために、これらの機能をできるだけ多く単一のチップに組み込んだシステムを開発するようになりました。
1970年代半ばには、ダイナミックRAMはまだメインメモリの主要形式としては登場しておらず、ほとんどのシステムでははるかに高価なスタティックRAMが使用されていました。組み込みコントローラの場合、これはかなりのコストを意味する可能性があるため、設計者はボードに追加のRAMチップを追加することを避けるために、システムに少量の「スクラッチパッドRAM」を追加することが望まれました。ほとんどのシステムには外部RAMがほとんどないかまったくなく、ROMには小さなプログラムがあったため、より小さなアドレス空間を使用することも一般的でした。これによりピンの数を減らし、回路基板のレイアウトを簡素化できました。[5]
1970 年代半ばに起こったもう一つの大きな変化は、デプレッション ロード NMOS ロジック設計の導入でした。「エンハンスメント ロード」回路を使用する以前の製造システムでは、3 つの入力電圧が必要で、そのうちの 1 つは通常 +12V でした。[6]これにより、回路レイアウトがより複雑になり、より複雑な電源も必要になるだけでなく、主に +5V で動作するトランジスタ トランジスタ ロジック(TTL)に基づく外部サポート回路とのインターフェイスも困難になりました。古いチップをさまざまな TTL コンポーネントとインターフェイスするには、通常、追加のラッチが必要でしたが、新しいデプレッション ロード設計は +5V で動作し、直接インターフェイスするため、コストと複雑さが軽減されました。
9002 は、これらの新しい概念のすべてを活用するように設計されました。64 バイトのスクラッチパッド RAM と 12 ビットのアドレス空間を備え、28 ピンのデュアル インライン パッケージ(DIP)にパッケージ化できました[7] 。これは、 Zilog Z80やMOS 6502など、当時のほとんどの設計が 40 ピン パッケージであったのに対し、 9002 は12 ビット アドレスの独立した 7 レベルのコール スタックを備えていたため、サブルーチン呼び出しでスクラッチパッドを使用する必要がありませんでした[8] 。これにより、9002 と ROM の 2 つのチップにシンプルなコントローラを実装でき、必要なインターフェイス ハードウェア (Intel 8212 やフリップフロップなど) も実装できました[9] [3] 。
残念ながら、エレクトロニックアレイズにとって、デプレッションロード製造ラインの増強はMOSテクノロジーのような企業ほどうまくいかず、1976年末になっても歩留まりに苦しんでいた。[10] [11]翌年までに、6502やZ80などのチップは生産が軌道に乗り、EA9002はまだ大きな設計勝利を収めていなかった。[12]同社は最終的に諦め、1977年11月にラインをキャンセルした。 [12] 財政難に陥ったエレクトロニックアレイズは翌年NECに買収され、その後1981年にNECの他の2つの子会社とともにNECエレクトロニクスUSAに合併された。[13 ]
カリフォルニア州モントレーの Pro-Log Corporation という電子機器会社が、 1977 年初頭にシングルボードコンピュータに 9002 を採用しました。 [15] 『マイクロコンピュータ入門』の初版で、アダム・オズボーンは9002 に 1 章を割いています。彼はこれを、 Fairchild F8とRCA COSMACの組み合わせ、つまり F8 のスクラッチパッドメモリと全体的なコンセプトに、COSMAC の複数の汎用レジスタを加えたものだと述べています。しかし、1977 年に第 2 版が出版されたときには、EA9002 がキャンセルされ、後者がリリースされなかったため、EA9002 と Rockwell PPS-8 に関する章は削除されました。[16]
説明
プログラミングモデル
9002には55の命令があり、[17] Intel 4040を模したものである。[18]これらのほとんどは1アドレス形式であり、その場合、命令オペコードは通常2つに分割され、4ビットで操作を指定し、残りの4ビットでレジスタを指定する。たとえば、ADD命令の最上位ビット（MSB）は「06」で、最下位4ビット（LSB）は、アキュムレータに追加するレジスタを0から7まで指定する。SUBも4つのMSBを「06」として使用したが、4つのLSBは8からF（16進数）であった。[17]
2バイト命令はごく少数しかなく、通常はアドレスを指定するか即値を使用する。たとえば、LAI（オペコード0D）はアキュムレータに即値をロードし、8ビットの即値を含む2番目のバイトが続く。LRIは他のレジスタに対しても同じことを行い、LSBはどのレジスタを使用するかを示す。ジャンプと分岐も2バイト形式を使用し、「ページ」内のアドレスオフセットを提供する。IRJとDRJも同様で、選択されたレジスタを増分または減分し、ゼロでない場合はジャンプする。2番目のバイトはジャンプ位置を指定する。[17]
アドレス指定は通常、2つのステップで行われます。1つはアドレスの下位8ビットを「汎用」レジスタの1つにロードし、2つ目はアドレスの最上位4ビットを「ページレジスタ」にロードします。導入資料ではこの例を使用しています。[19]
LAI 08 ; LAI=load-acc-immediate - ページ番号 8 をアキュムレータにコピーしますCAP 4 ; CAP=copy-acc-to-page-register - その 8 をレジスタ 4 のページ部分に格納しますLRI 4 , 00 ; LRI=load-reg-immediate - 値 0 をレジスタ 4 の下位部分にロードします
これにより、レジスタ4のアドレスがページ8の最初の位置に設定されます。その後、INP utまたはOUT putを使用して、LSBにレジスタ4を指定してアキュムレータにデータをロードまたは保存できます。[17]
内部スクラッチRAMの読み取りと書き込みにも別の命令が必要であり、それ以外は外部メモリのように動作し、RDSとWRSを使用してアキュムレータを介してロードおよび保存する必要がありました。興味深い機能の1つは、スクラッチパッドをADSおよびSUS操作を使用して加算および減算操作のオペランドとして直接使用することもできるため、アキュムレータに値をロードしてレジスタに保存してから加算する必要がなくなることです。[19]
算術論理ユニット（ALU）は、当時一般的だったバイナリとパックされた2進化10進数（BCD）の両方の演算をサポートしていました。 [1]このオプションはSEDでオンに、 SEBでオフにできました。[17]
その他の注意事項
9002は通常4MHzで動作した。命令フェッチと実行時間は2マイクロ秒と報告されているが[20] [21]、別の情報源によると1バイト命令の場合は3.2マイクロ秒、2バイト命令の場合は6.4マイクロ秒である。[15]
サポートシステム
このシステムは開発中止までにあまり時間がかからなかったため、サポートチップはほとんどなかった。EAはROMとスタティックRAMのラインを持っていたが、同時期に新しい32x1（4kB）ROMを導入し、9002で使用されていることがよく示された。[22]彼らが導入した唯一のドライバICは、EA2000 99キーキーボードコントローラであった。[23]
開発はIBM System/360上で動作するマクロアセンブラを使用して行われ、これはNational CSSでもオンラインで入手可能であった。システムエミュレーターはパッケージの一部であり、簡単なスタートアップボードも利用可能であった。[23] FORTRAN IV のクロスアセンブラとシミュレーターを開発するためのシステムであるASM/GENとSIM/GENは、EA9002をターゲットとしてサポートしていた。[24]
注記
- ^ 同社は説明の中で「コントローラー」という用語を頻繁に使用していた。[1]
参考文献
引用
- ^ ab Wickes 1976、36ページ。
- ^ 「米国、日本の電卓のリードに先制攻撃」(PDF) . Electronics . 44 (4). McGraw-Hill: 37–38. 1971年2月15日.
- ^ クッシュマン 1975より。
- ^ Weissberger, Alan; Jack Irwin; Soo Nam Kim (1976 年7 月 8 日)。「プロセッサ ファミリは専用制御に特化しています」(PDF)。エレクトロニクス。49 (14)。McGraw-Hill: 84–89。
- ^ バグナル、ブライアン。コモドール。バリアント プレス。
[6502] のサブセットである 6507 は、より安価に製造できました。非常に小型のパッケージとして設計されました。
- ^ ジェリー・C・ウィテカー (2005)。マイクロエレクトロニクス (第2版)。CRC プレス。p. 6-7–6-10。ISBN 978-0-8493-3391-0。
- ^ ウィッケス1976年、41ページ。
- ^ ウィッケス1976年、42ページ。
- ^ ウィッケス1976年、46ページ。
- ^ 「電子アレイ」。マイクロエレクトロニクスニュースレター。Integrated Circuit Engineering Corporation。1976年9月18日。p. 1。2018年6月12日閲覧– Smithsonian Institution経由。
- ^ Hoefler, Don C. (1976 年 9 月 18 日)。「Setbacks」。Microelectronics News with Manager's Casebook。p . 4 – スミソニアン協会経由。
- ^ ab Cushman, Robert (1977 年 11 月 20 日). 「EDN の第 4 回マイクロプロセッサ ディレクトリ」(PDF) . EDN . p. 45 . 2018 年6 月 23 日閲覧.
EA9002—この μP に関連する Electronic Arrays のプロジェクト スタッフは解散し、マーケティング活動は終了しました。この会社は市場への参入が遅すぎ、競争力のある販売活動を行うには規模が小さすぎました。
- ^ エンカーネーション、デニス・J. (2018)。貿易を超えたライバル。コーネル大学出版局。126ページ。ISBN 9781501723919。
- ^ 「日本が米国軍を合併し、NECエレクトロニクスを設立」。コンピュータワールド誌第15巻第16号。1981年4月20日、78ページ。
- ^ ab 「PRO-LOGが9002カードを発表」(PDF)。マイクロコンピュータダイジェスト。第3巻第7号。1977年1月。11ページ。 2020年7月25日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2018年6月12日閲覧。
- ^ オズボーン 1978、p. 43。
- ^ abcde Wickes 1976、48ページ。
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- ^ Savon, Karl (1976 年 5 月). 「固体の状態」(PDF) . Radio-Electronics : 69.
- ^ 「新しいローエンド 8 ビット マイクロプロセッサ」(PDF)。マイクロコンピュータ ダイジェスト。第 2 巻、第 6 号。1975 年 12 月。pp. 1、4。2020年 3 月 24 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2018 年6 月 12 日閲覧。
- ^ マッコイ1976年、66ページ。
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- ^ Johnson, GR; Mueller, RA (1977 年 1 月). 「マイクロコンピュータ向けクロスシステム ソフトウェアの自動生成」. Computer . 10 (1): 23–31. doi :10.1109/cm.1977.217493. ISSN 0018-9162. S2CID 14427753.
文献
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- ウィリアム・ウィッケス (1976 年 1 月 22 日)。32k 読み取り専用メモリの紹介(PDF)。マイクロプロセッサ/メモリ議事録、集積回路アプリケーション会議。エレクトロニック エンジニアリング タイムズ。pp. 55–67。
- オズボーン、アダム (1978)。マイクロコンピュータ入門: 第 2 巻、実際の製品(PDF)。
- Cushman, Robert H. (1975 年 9 月 20 日). 「第 2 1/2 世代 μP – ローエンド ミニのように動作する 10 ドルの部品」(PDF) . EDN . 20 (17). Cahners Publishing: 36–42. 2016 年 4 月 24 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2018年6 月 12 日閲覧。