Motorola 68000

Procesor zadebiutował w 1979 roku jako produkt Motoroli i jest do dzisiaj produkowany przez firmę Freescale Semiconductors. Nazwa pochodzi od ilości tranzystorów użytych w pierwszym modelu serii.

68k jest 32 bitowym procesorem (posiada 32-bitowy licznik programu, 32-bitowa przestrzeń adresowa i 32-bitowe rejestry), jednak tylko 16-bitową szynę danych.Poza tym procesor ma 24-bitową szynę adresową, wobec czego najstarszy bajt wszystkich rejestrów adresowych (w tym licznika programu) nie ma żadnego znaczenia.

Należy dodać, że szyna adresowa jest w rzeczywistości 23-bitowa, brakuje najmłodszego bitu. Z tego powodu mikroprocesor może generować („wystawiać”) tylko parzyste adresy. Magistrala danych jest wewnątrz CPU buforowana przez szesnastobitowy bufor, do którego wstępnie odczytywane są dane z pamięci. W przypadku żądania odczytu bajta spod nieparzystego adresu procesor podejmuje przetwarzanie młodszej części tego bufora, starszej zaś w przeciwnym wypadku. Odczyt słowa spod nieparzystego adresu jest niemożliwy – wymagałoby to obecności dwóch buforów danych i rozłożenia całej operacji na kilka kroków, czego procesor 68000 nie potrafi. Dalsze modele procesorów z tej serii są pozbawione tej niedogodności.

Procesor posiada cztery rodzaje rejestrów:

  • 8 32-bitowych rejestrów danych (ogólnego przeznaczenia): D0 – D7
  • 8 32-bitowych rejestrów adresowych A0 – A7, z których A7 (zrealizowany jako dwa rejestry sprzętowe) wykorzystywany jest jako specjalny wskaźnik stosu przy pracy w trybach użytkownika i nadzorcy
  • 32-bitowy rejestr licznika programu PC
  • 16-bitowy rejestr statusowy SR

Procesor ma dwa tryby pracy, użytkownika (user mode) i nadzorcy (supervisor mode). W trybie użytkownika wykonywane są programy aplikacyjne, w trybie nadzorcy – kod systemu operacyjnego. W porównaniu z trybem nadzorcy tryb użytkownika ma ograniczenia w dostępie do zasobów maszyny (niedostępne są krytyczne dla bezpieczeństwa systemu rejestry oraz obszary pamięci), dysponuje też nieco mniejszą listą rozkazów. Zestaw rejestrów nadzorcy i użytkownika jest ten sam z wyjątkiem wskaźnika stosu (są dwa oddzielne rejestry A7) oraz starszego bajta rejestru statusu dostępnego tylko w trybie nadzorcy.

Procesor zastosowany w Atari ST, Apple Lisa Apple Macintosh i Commodore Amiga.

800px-motorola_mc68000fn8800px-xc68000-agr_