Circuito Integrado Motorola 6800
El Motorola MC6800 (6800) es un microprocesador fabricado
por Motorola que fue lanzado al mercado en 1975, poco después del Intel 8080.
El nombre le viene de contener aproximadamente 6800 transistores.
Su conjunto de instrucciones está formado por 78 de éstas y
posiblemente es el primer microprocesador que contó con un registro índice.
El 6800 normalmente se fabricaba en un encapsulado DIP de 40
pines. Necesita un reloj de dos fases y una alimentación única de 5V, en
contraste con el 8080 de Intel, que necesitaba tres tensiones.
Varios de los primeros microordenadores de los años 1970,
que usualmente eran vendidos por correo -en piezas sueltas o ensamblados-,
usaron el 6800 como procesador principal. Entre ellos se encuentran el SWTPC
6800 (el primero en usarlo) y el MITS Altair 680.
Fue sustituido por el MC6802, que añade al MC6800 un
generador de reloj, con lo que le basta un reloj de una fase, compatible TTL, y
una memoria de 128 bytes, 32 de los cuales son "retenibles" mediante
una tensión de 3V aplicada a una patilla destinada a tal fin.
Partiendo del 6800 se crearon varios procesadores derivados,
siendo uno de los más potentes el Motorola 6809, que fue usado en el sistema de
videojuego Vectrex y en el ordenador Tandy TRS-80, entre otros. También se han
producido varios microcontroladores basados en el 6800, como el Motorola 6805,
6807, 6808, 68HC11 y el 68HC12.
La empresa competidora MOS Technology, que contrató a los
empleados que diseñaron el 6800 cuando estos dejaron Motorola, también fabricó
procesadores basados en la tecnología del Motorola 6800. Entre estos se
encuentran los MOS Technology 6501 y 6502, que fueron usados en muchos sistemas
de videojuegos y ordenadores de finales de los años 1970, como el Apple II,
Atari 2600 y los Commodore PET, VIC-20 y C64.
Interfaz
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Esquema en Bloque 6800.JPG
La interfaz entre el 6800 y los perifericos de entrada y
salida se realiza con el adaptador de interfaz periféricos (PIA) 6820, que
contiene cuatro líneas de control entre él y los dispositivos periféricos,
además tiene registros de internos que permiten programarlo y le proporcionan
capacidad de almacenamiento temporal para simplificar la transferencia de
datos.
Características
Generalmente es utilizado dentro de un sistema de
microcomputadora. Este microprocesador requiere un suministro de energía
eléctrica de + 5 V y un reloj externo de dos fases, en su extructura interna
tiene 16 líneas de dirección unidireccionales y ocho líneas de datos
bidireccionaies.
Se fabricaba en un encapsulado DIP de 40 patas. Necesita un
reloj de dos fases y una alimentación única de 5V, en contraste con el
Microprocesador 8080 de Intel, que necesitaba tres tensiones.
Señales de entrada/salida compatibles con dispositivos
fabricados con la tecnología TTL. Tiempo para la realización de instrucciones
comprendido entre 2 y 12 microsegundos, trabaja a 1MHz.
Otras variantes
Partiendo del 6800 se crearon varios procesadores derivados,
siendo uno de los más potentes el Motorola 6809, que fue usado en el sistema de
videojuego Vectrex y en el ordenador Tandy TRS-80, entre otros. También se han
producido varios microcontroladores basados en el 6800, como el Motorola 6805,
6807, 6808, 68HC11 y el 68HC12.
El 6801 es un microcontrolador que incluye una C.P.U. 6800
mejorada, 2K de ROM, 128 bytes de RAM, una instrucción de multiplicación por
hardware, y un puerto serie embebido.
El MC6803 es un MC6801 sin ROM, y se pueden encontrar en
Internet varios proyectos de robots y sistemas basados en el. Se utilizó además
como CPU de varios ordenadores como el TRS-80 MC-10 y el Matra Alice.
El diagrama de patas y funciones
Motorla 6800.jpg
Tierra (Vss) (Patas 1 y 21)
Conectados a la parte negativa de la corriente electrica de
5 Vcc
Alto (HALT) (Pata 2)
Cuando se activa la entrada HALT, el 6800 entra en la
modalidad de ALTO, en esta modalidad las lineas de tres estados entran en su
estado de alta impedancia y el procesador se detiene, esta entrada se puede
utilizar para ir de paso en paso a través de un programa de depuración, muchas
veces esta entrada esta inhabilitada al conectarla a + 5 V
Reloj (Ø 1 y Ø 2 (Patas 3 y 37)
Estas entradas reciben señales de reloj
Línea de Requerimiento de Interrupciones (IRQ) (Pata 4)
Cuando está activada la entrada IRQ por medio de un BAJO, el
microprocesador 6800 completará la instrucción actual, introducirá todos los
registros que se encuentran en la fila, colocará la bandera I y brincará hacia
la rutina de servicio de interrupciones apuntada por las posiciones de memoria
FFF8H y FFF9H. La interrupción IRQ puede ser enmascarada.
Dirección válida de memoria (VMA) (Pata 5)
Cuando la salida VMA se convierte en ALTO, señala a otros
dispositivos del sistema que la dirección en el bus de dirección es válida.
Interrupción no enmascaradle (NMI) (Pata 6)
Cuando la entrada NMI se convierte en BAJO, la respuesta del
microprocesador 6800 es semejante a su respuesta cuando la IRQ se convierte en BAJO. La
interrupción NMI no es enmascarable y su dirección de vector se encuentra en las
posiciones de memoria FFFCH y FFFDH. Los contenidos de FFF-CH y FFFDH apuntan
entonces al inicio de la rutina de servicio de interrupciones.
Bus disponible (BA) (Pata 7)
Cuando la salida BA se vuelve ALTO, le señala a los
dispositivos externos que el microprocesador 6800 ha detenido la
ejecución de las instrucciones. La
MPU 6800 detiene la ejecución de las instrucciones porque la
instrucción de espera (WAI) o la entrada de hardware de HALT ha aparecido. La
línea de control BA proporciona un modo de indicar a los dispositivos externos
que los buses de datos y la dirección de la MPU 6800 están en tres estados y pueden servir
para cosas tales como operaciones de acceso a memoria directa.
Energía eléctrica (Vcc) (Pata 8)
El lado positivo de la energía eléctrica de 5 V c.c. se
conecta a la pata 8 del circuito integrado del microprocesador 6800.
Líneas de dirección (A0-A15) (Patas 10-20, 22-25)
La 16 salidas de dirección de la MPU 6800 (A0-A15) están
conectadas con el bus de direcciones del sistema. Estas líneas se utilizan para
direccionar dispositivos tales como el ROM, e! RAM y los dispositivos de E/S.
Línea de datos (D0-D7) (Patas 26-33)
Las ocho patas de datos de la MPU 6800 (D0-D7) se conectan con el bus de datos
bidireccional del sistema. Estas líneas del bus de datos son para la
transferencia de datos desde y hacia la memoria o dispositivos de E/S.
Control de lectura/escritura (R/W) (Pata 34)
La salida R/W es una línea de control que señala a un
dispositivo externo (RAM, ROM, PIA) cuando la MPU 6800 está leyendo o escribiendo. Una salida
de ALTO de la línea R/W señala una lectura, mientras que una salida BAJO señala
que se está llevando a cabo una operación de escritura.
Habilitación del bus de datos (DBE) (Pata 36)
La entrada de DBE (habilitación del bus de datos) controla
los manejadores del bus de datos del microprocesador 6800. Una entrada de ALTO
en la pata DBE habilita las líneas de datos, mientras que una entrada BAJO
inhabilitada o convierte a tres estados las líneas de datos. Debido a que las
transferencias de datos hacia y desde la memoria y E/S ocurren durante el
tiempo Ø 2 de reloj y mientras que este es ALTO, la pata DBE está muchas veces
conectada a la línea Ø 2 del reloj.
Control de tres estados (TSC) (Pata 39)
Cuando la pata de entrada TSC es manejado a ALTO por medio
de un dispositivo externo, todas las líneas de dirección y la de R/W serán
convertidas a tres estados. La línea TSC es utilizada con configuraciones de
acceso directo a la memoria (DMA), cuando no se utilice DMA, la pata TSC puede
estar conectada a tierra.
Linea de restauración (RESET) (Pata 40)
Cuando esta pata se activa, el microprocesador coloca la
bandera de I a 1 y brinca la rutina de servicios de interrupciones que se
restaura o reinicia, esta entrada se utiliza por lo general para inicializar o
restaurar el sistema.
Arquitectura
El 6800 tiene un bus de datos, con buffers de tres estados,
que contienen 8 bits (D0-D7). Los números próximos a cada entrada o salidas son
los números de la patilla. En el bus de direcciones con bufers de 16 bits
(A0-A15). La MPU
6800 contiene un contador de programa de 16 bits, dos acumuladores de 8 bits (A
y B) y un registro de códigos de condición de 8 bits. Las nueve señales de
control. Son las señales de reinilización de interrupción no enmascarable, de
continua/alto , de peticion de interrupcion, control de tres estados y
habilitación del bus de datos y las salidas del bus disponibles, dirección de
memoria valida y lectura escritura y entradas de reloj.
La sección de la unidad aritmética lógica (ALU) realiza las
operaciones lógicas y aritméticas, mientras que el registro de códigos de
condición asociado contiene las seis señalizadores. El registro de instrucción
alimenta al decodificador de instrucciones al bloque de control. El
decodificador de instrucciones dirige el control para generar las señales
internas y externas, adecuadas, para completar la instrucción. Las líneas de control
interno que coordinan la operación del microprocesador .
