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Motorola 68000: diferenças entre revisões

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O Motorola 68000 <ref>{{citar livro|url=https://gmplib.org/gmp-man-6.2.1.pdf|título=The GNU Multiple Precision Arithmetic Library|ultimo=Granlund|primeiro=Torbjörn|página=13|arquivourl=https://web.archive.org/web/20220728231607/https://gmplib.org/gmp-man-6.2.1.pdf|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref><ref>{{citar livro|url=https://books.google.com/books?id=lv1zKO0hqA8C&q=%22sixty-eight+thousand%22|título=Inside the Apple Macintosh|ultimo=Norton|primeiro=Peter|ultimo2=Jim|primeiro2=Heid|editora=[[Simon & Schuster]]|ano=1989|página=530|isbn=0-13-467622-X}}</ref> é um microprocessador [[CISC]] (complex instruction set computer) de 16/32 bits, lançado em 1979 pelo [[Motorola]] Semiconductor Products Sector.
O Motorola 68000 <ref>{{citar livro|url=https://gmplib.org/gmp-man-6.2.1.pdf|título=The GNU Multiple Precision Arithmetic Library|ultimo=Granlund|primeiro=Torbjörn|página=13|arquivourl=https://web.archive.org/web/20220728231607/https://gmplib.org/gmp-man-6.2.1.pdf|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref><ref>{{citar livro|url=https://books.google.com/books?id=lv1zKO0hqA8C&q=%22sixty-eight+thousand%22|título=Inside the Apple Macintosh|ultimo=Norton|primeiro=Peter|ultimo2=Jim|primeiro2=Heid|editora=[[Simon & Schuster]]|ano=1989|página=530|isbn=0-13-467622-X}}</ref> é um microprocessador [[CISC]] (complex instruction set computer) de 16/32 bits, lançado em 1979 pelo [[Motorola]] Semiconductor Products Sector.


O projeto implementa um [[conjunto de instruções]] de [[32 bits]], com registradores de 32 bits e um [[Barramento (computação)|barramento de dados interno]] de [[16 bits]].<ref name=":0">{{citar livro|url=http://www.easy68k.com/paulrsm/doc/dpbm68k1.htm|título="Design Philosophy Behind Motorola's MC68000"|ultimo=Starnes|primeiro=Thomas W.|editora=Byte|ano=1983|volume=8|em=número 4|arquivourl=https://web.archive.org/web/20180724041918/http://www.easy68k.com/paulrsm/doc/dpbm68k1.htm|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref>O [[barramento de endereços]] é de 24 bits e não usa [[segmentação de memória]], o que facilitou a programação. Internamente, ele usa uma [[Unidade lógica e aritmética|unidade lógica aritmética]] de dados (ULA) de 16 bits e mais duas ULAs de 16 bits usadas principalmente para endereços<ref name=":0" />, e tem um barramento de dados externo de 16 bits.<ref>{{citar livro|url=http://www.freescale.com/files/archives/doc/ref_manual/M68000PRM.pdf|título=Motorola M68000 Family Programmer's Reference Manual|ano=1992|local=[[Phoenix (Arizona)|Arizona]], [[Arizona]]|páginas=1-1|arquivourl=https://web.archive.org/web/20150924015505/http://www.freescale.com/files/archives/doc/ref_manual/M68000PRM.pdf|arquivodata=2015|urlmorta=sim}}</ref> Por esse motivo, a Motorola o chamou de processador de 16/32 bits.
O projeto implementa um [[conjunto de instruções]] de [[32 bits]], com registradores de 32 bits e um [[Barramento (computação)|barramento de dados interno]] de [[16 bits]].<ref name=":0">{{citar livro|url=http://www.easy68k.com/paulrsm/doc/dpbm68k1.htm|título="Design Philosophy Behind Motorola's MC68000"|ultimo=Starnes|primeiro=Thomas W.|editora=Byte|ano=1983|volume=8|em=número 4|arquivourl=https://web.archive.org/web/20180724041918/http://www.easy68k.com/paulrsm/doc/dpbm68k1.htm|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref>O [[barramento de endereços]] é de 24 bits e não usa [[segmentação de memória]], o que facilitou a programação. Internamente, ele usa uma [[Unidade lógica e aritmética|unidade lógica aritmética]] de dados (ALU) de 16 bits e mais duas ALUs de 16 bits usadas principalmente para endereços<ref name=":0" />, e tem um barramento de dados externo de 16 bits.<ref>{{citar livro|url=http://www.freescale.com/files/archives/doc/ref_manual/M68000PRM.pdf|título=Motorola M68000 Family Programmer's Reference Manual|ano=1992|local=[[Phoenix (Arizona)|Arizona]], [[Arizona]]|páginas=1-1|arquivourl=https://web.archive.org/web/20150924015505/http://www.freescale.com/files/archives/doc/ref_manual/M68000PRM.pdf|arquivodata=2015|urlmorta=sim}}</ref> Por esse motivo, a Motorola o chamou de processador de 16/32 bits.


Como um dos primeiros processadores amplamente disponíveis com um conjunto de instruções de 32 bits, grande espaço de endereço não segmentado e velocidade relativamente alta para a época, o 68000 foi um projeto popular durante a década de 1980. Foi amplamente utilizado em uma nova geração de [[computadores pessoais]] com [[Interface gráfica de usuário|interfaces gráficas de usuário]], incluindo o [[Macintosh 128K]], [[Commodore Amiga]], [[Atari ST]] e [[Sharp X68000]]. O [[Console de jogos eletrônicos|console]] [[Sega Genesis|Sega Genesis/Mega Drive]] de 1988 é alimentado por um 68000.
Como um dos primeiros processadores amplamente disponíveis com um conjunto de instruções de 32 bits, grande espaço de endereço não segmentado e velocidade relativamente alta para a época, o 68000 foi um projeto popular durante a década de 1980. Foi amplamente utilizado em uma nova geração de [[computadores pessoais]] com [[Interface gráfica de usuário|interfaces gráficas de usuário]], incluindo o [[Macintosh 128K]], [[Commodore Amiga]], [[Atari ST]] e [[Sharp X68000]]. O [[Console de jogos eletrônicos|console]] [[Sega Genesis|Sega Genesis/Mega Drive]] de 1988 é alimentado por um 68000.
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Mesmo após 45 anos de produção, a arquitetura 68000 ainda está em uso.<ref>{{Citar web|url=https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/legacy-mpu-mcus/32-bit-coldfire-mcus-mpus/68k-processors-legacy/m680x0/low-cost-32-bit-microprocessor-including-hc000-hc001-ec000-and-sec000:MC68000|titulo=Low Cost 32-Bit Microprocessor (Including HC000, HC001, EC000 and SEC000)|acessodata=2024-03-04|website=www.nxp.com|arquivourl=https://web.archive.org/web/20210414003738/https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/legacy-mpu-mcus/32-bit-coldfire-mcus-mpus/68k-processors-legacy/m680x0/low-cost-32-bit-microprocessor-including-hc000-hc001-ec000-and-sec000:MC68000|arquivodata=2021|urlmorta=sim}}</ref><ref>{{citar web|ultimo=Turley|primeiro=Jim|url=https://www.eejournal.com/article/wallowing-in-68k-nostalgia/|titulo="Wallowing in 68K Nostalgia Want to Build a New, 40-year-old Computer?"|website=Electronic Engineering Journal|arquivourl=https://web.archive.org/web/20210411125617/https://www.eejournal.com/article/wallowing-in-68k-nostalgia/|arquivodata=2021|urlmorta=sim}}</ref>
Mesmo após 45 anos de produção, a arquitetura 68000 ainda está em uso.<ref>{{Citar web|url=https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/legacy-mpu-mcus/32-bit-coldfire-mcus-mpus/68k-processors-legacy/m680x0/low-cost-32-bit-microprocessor-including-hc000-hc001-ec000-and-sec000:MC68000|titulo=Low Cost 32-Bit Microprocessor (Including HC000, HC001, EC000 and SEC000)|acessodata=2024-03-04|website=www.nxp.com|arquivourl=https://web.archive.org/web/20210414003738/https://www.nxp.com/products/processors-and-microcontrollers/legacy-mpu-mcus/32-bit-coldfire-mcus-mpus/68k-processors-legacy/m680x0/low-cost-32-bit-microprocessor-including-hc000-hc001-ec000-and-sec000:MC68000|arquivodata=2021|urlmorta=sim}}</ref><ref>{{citar web|ultimo=Turley|primeiro=Jim|url=https://www.eejournal.com/article/wallowing-in-68k-nostalgia/|titulo="Wallowing in 68K Nostalgia Want to Build a New, 40-year-old Computer?"|website=Electronic Engineering Journal|arquivourl=https://web.archive.org/web/20210411125617/https://www.eejournal.com/article/wallowing-in-68k-nostalgia/|arquivodata=2021|urlmorta=sim}}</ref>

== Desenvolvimento ==

=== 6800 ===
{{main|Motorola 6800}}O primeiro microprocessador da Motorola produzido em larga escala foi o [[Motorola 6800|6800]], lançado no início de 1974 e disponível em quantidade no final daquele ano.<ref>"Motorola joins microprocessor race with 8-bit entry". ''Electronics''. New York: McGraw-Hill. '''47''' (5): 29–30. 7 de março, 1974.</ref> A empresa estabeleceu a meta de vender 25.000 unidades até setembro de 1976, meta que foi atingida. Embora fosse um projeto capaz, foi eclipsado por projetos mais potentes, como o [[Zilog Z80]], e por projetos mais baratos, como o [[MOS Technology 6502]].<ref>{{citar livro|url=https://books.google.com/books?id=8oyGDAAAQBAJ&pg=PA8|título=Servicing Personal Computers|ultimo=Tooley|primeiro=Michael|editora=Heinemann|ano=1988|edicao=2ª ed.|página=8|isbn=0-434-91975-6|arquivourl=https://web.archive.org/web/20220729234028/https://books.google.com/books?id=8oyGDAAAQBAJ&pg=PA8|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref> No final de 1976, a carteira de vendas estava estagnada e a divisão só foi salva por um projeto para a [[General Motors]] que se transformou em uma enorme linha de produtos para controle de motores e outras tarefas.<ref>{{citar livro|url=https://en.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|título=Oral 2007|página=4}}</ref>

=== Mudança para 16 bits ===
Na época em que o 6800 foi lançado, um pequeno número de projetos de 16 bits havia chegado ao mercado. Em geral, eles eram modelados em plataformas de [[Minicomputador|minicomputadores]], como o [[Data General Nova]] ou o [[PDP-8]]. Com base nos processos de fabricação de [[semicondutores]] da época, muitas vezes eram soluções com vários chips, como o [[National Semiconductor]] [[IMP-16]], ou o PACE de chip único, que tinha problemas com a velocidade.<ref>{{citar livro|url=https://books.google.com/books?id=HljLwCWYERQC&pg=PA336|título=Encyclopedia of Microcomputers – Evolution of Computerized Maintenance Management to Generation of Random Numbers|ultimo=Allen|primeiro=Kent|ultimo2=Williams|primeiro2=James G.|editora=Marcel Dekker|ano=1991|volume=7|página=336|isbn=0-8247-2706-1|arquivourl=https://web.archive.org/web/20220729234026/https://books.google.com/books?id=HljLwCWYERQC&pg=PA336|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref>

Com as perspectivas de vendas do 6800 diminuindo, mas ainda com o caixa cheio com as vendas de controle de motores, no final de 1976, Colin Crook, gerente de operações, começou a pensar em como obter sucesso em vendas futuras. Eles sabiam que a [[Intel]] estava trabalhando em uma extensão de 16 bits da série [[Intel 8080|8080]], que surgiria como [[Intel 8086]], e tinham ouvido rumores de um [[Zilog Z80]] de 16 bits, que se tornou o [[Z8000]]. Eles usariam novas técnicas de design que eliminariam os problemas observados nos sistemas de 16 bits anteriores<ref name=":1">{{citar livro|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|título=Oral 2007|página=5}}</ref>.

A Motorola sabia que, se lançasse um produto semelhante ao 8086, com 10% de suas capacidades, a Intel a mataria no mercado. Para competir, eles estabeleceram a meta de serem duas vezes mais potentes pelo mesmo custo, ou metade do custo com o mesmo desempenho. Crook decidiu que atacaria o mercado de ponta com o processador mais potente do mercado.<ref name=":1" /> Outro 16 bits não seria suficiente, seu projeto teria que ser maior, e isso significava ter alguns recursos de [[32 bits]].<ref name=":2">{{citar livro|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|título=Oral 2007|página=9}}</ref> Crook havia decidido essa abordagem no final de 1976.<ref name=":1" />

=== MACSS ===
Crook formou o projeto Motorola Advanced Computer System on Silicon (MACSS) para criar o design e contratou Tom Gunter para ser seu arquiteto principal. Gunter começou a formar sua equipe em janeiro de 1977.<ref name=":3">{{citar livro|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|título=Oral 2007|página=6}}</ref> A meta de desempenho foi definida em 1 milhão de [[instruções por segundo]] (MIPS). Eles queriam que o projeto não apenas reconquistasse os fornecedores de microcomputadores, como a [[Apple Computer]] e a [[Tandy Corporation|Tandy]], mas também as empresas de minicomputadores, como a [[NCR]] e a [[AT&T]].<ref name=":3" />

A equipe decidiu abandonar a tentativa de [[retrocompatibilidade]] com o 6800, pois achava que os designs de 8 bits eram muito limitados para servir de base para novos designs. O novo sistema foi influenciado pelo [[PDP-11]], o projeto de minicomputador mais popular da época.<ref>{{citar livro|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|título=Oral 2007|página=8}}</ref> Naquela época, um conceito importante nos minis era o conceito de um [[Conjunto de instruções ortogonal|conjunto de instruções ortogonais]], no qual cada operação podia trabalhar com qualquer tipo de dados. Para alimentar as unidades internas com os dados corretos, o MACSS fez uso extensivo de [[microcódigo]], essencialmente pequenos programas em uma [[memória somente de leitura]] que reunia os dados necessários, executava as operações e escrevia os resultados. O MACSS foi um dos primeiros a usar essa técnica em um microprocessador<ref>{{citar web|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|titulo=Oral 2007|pagina=7}}</ref><ref>{{citar livro|url=https://www.eetimes.com/the-microprocessor-revolution/2|título=The Microprocessor (R)evolution|ultimo=Andersson|primeiro=Sven|editora=EE Times|ano=2014|página=2|arquivourl=https://web.archive.org/web/20220729222733/https://www.eetimes.com/the-microprocessor-revolution/2|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref>.

Havia uma grande quantidade de hardware de suporte para o 6800 que continuaria sendo útil, como [[UART|UARTs]] e sistemas de interface semelhantes. Por esse motivo, o novo design manteve um modo de compatibilidade de protocolo de barramento para os dispositivos periféricos 6800 existentes.<ref>{{citar livro|url=https://books.google.com/books?id=eeRdBgAAQBAJ&pg=PA264|título=Servicing Personal Computers|ultimo=Tooley|primeiro=Michael|editora=Newnes|edicao=Terceira|páginas=264-265|isbn=0-7506-0374-7|arquivourl=https://web.archive.org/web/20220729234027/https://books.google.com/books?id=eeRdBgAAQBAJ&pg=PA264|arquivodata=2022|urlmorta=sim}}</ref>

Um chip com 32 pinos de dados e 32 pinos de endereçamento precisaria de 64 pinos, além de mais pinos para alimentação e outros recursos. Na época, os [[Dual In-line Package|DIPs]] (dual inline package) de 64 pinos eram sistemas "grandes, de custo elevado" e "simplesmente terríveis", o que fez com que esse fosse o maior sistema que eles poderiam considerar. Para que ele coubesse, Crook escolheu um projeto híbrido, com uma [[Conjunto de instruções|arquitetura de conjunto de instruções]] (ISA) de 32 bits, mas com componentes de 16 bits que a implementavam, como a [[Unidade lógica e aritmética|unidade lógica aritmética]] (ALU).<ref name=":3" /> A interface externa foi reduzida para 16 pinos de dados e 24 para endereços, permitindo que tudo coubesse em um pacote de 64 pinos. Isso ficou conhecido como "Texas Cockroach" (barata do Texas)<ref name=":2" />{{Efn|Projetos híbridos desse tipo já eram comuns no campo dos minicomputadores. O Data General Nova era um projeto de 16 bits implementado usando ALUs de 4 bits.|grupo=lower-alpha}}.

Em meados da década de 1970, as técnicas de projeto de MOS da Motorola haviam se tornado menos avançadas do que as da concorrência, e suas linhas de fabricação às vezes enfrentavam dificuldades com baixos rendimentos. No final da década de 1970, a empresa havia entrado em um programa de intercâmbio de tecnologia com a [[Hitachi (empresa)|Hitachi]], melhorando drasticamente suas capacidades de produção. Como parte disso, uma nova fábrica, a MOS-8, foi construída usando os mais recentes tamanhos de [[Wafer (eletrônica)|wafer]] de 5 polegadas e o processo HMOS da Intel com um tamanho de recurso de 3,5 µm.<ref>{{citar livro|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|título=Oral 2007|página=10}}</ref> Esse foi um investimento que visava a vencer a concorrência: até mesmo empresas de semicondutores iniciantes, como a Zilog e a [[MOS Technology]], introduziram CPUs fabricadas com lógica NMOS em modo de depleção antes da Motorola. Na verdade, a Motorola pode ter se atrasado substancialmente em relação aos seus contemporâneos na eliminação do modo de aprimoramento e da porta metálica, com o diretor de produtos da série 68k, Tom Gunter, lembrando que o próprio 68000 teve que ser bem-sucedido, apesar de ter adotado inicialmente um design de porta metálica.<ref>{{citar web|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|titulo=Oral 2007|paginas=9-11}}</ref> Embora o ponto sobre o atraso seja claro, esse pode não ter sido um resumo totalmente preciso, porque as folhas de dados da Motorola de 1976, anteriores ao início do projeto MACCS, indicam a maioria de sua família 6800 em porta de silício.<ref>{{citar livro|url=http://www.bitsavers.org/components/motorola/6800/MC6800_Microcomputer_System_Design_Data_1976.pdf|título=M6800 Microcomputer System Design Data|editora=Motorola|ano=1976|página=21}}</ref> De fato, o próprio artigo de Gunter de 1979 que apresentava o 68000 o destacava como um projeto HMOS de modo de depleção de porta de silício.<ref>{{citar livro|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/1658617|título=Microsystems a Microprocessor Architecture for a Changing World: The Motorola 68000|ultimo=Stritter|ultimo2=Gunter|editora=Computer|páginas=43-52}}</ref> Independentemente do grau de déficit de processo e fabricação da Motorola nos primeiros dias, a equipe não se intimidou e não fez concessões em sua busca por um microprocessador com desempenho líder do setor.<ref>{{citar livro|url=https://pt.wikipedia.org/wiki/Motorola_68000#CITEREFOral2007|título=Oral 2007|página=11}}</ref>


== Aplicações ==
== Aplicações ==
Em seu lançamento, o 68000 foi usado pela primeira vez em sistemas de alto custo, incluindo [[microcomputadores]] [[Multiusuário|multiusuários]] como o [[WICAT 150]],<ref>{{citar web|url=http://www.old-computers.com/museum/computer.asp?c=254|titulo=museum ~ WICAT 150|website=Old-computers.com|arquivourl=https://web.archive.org/web/20121012060639/http://www.old-computers.com/museum/computer.asp?c=254|arquivodata=2012|urlmorta=sim}}</ref> os primeiros computadores [[Alpha Microsystems]], [[Sage II]] / [[Sage IV|IV]], [[Tandy 6000]] / [[TRS-80 Model II|TRS-80 Model 16]] e [[Thomson computers|Fortune 32: 16]]; [[estações de trabalho]] de usuário único, como os sistemas [[HP 9000|HP 9000 Series 200]] da [[Hewlett-Packard]], os primeiros sistemas [[Apollo/Domain]], [[Sun-1]] da [[Sun Microsystems]] e o [[Corvus Systems|Corvus Concept]]; e terminais gráficos como o [[VAXstation 100]] da [[Digital Equipment Corporation]] e o IRIS 1000 e 1200 da [[Silicon Graphics]]. Os sistemas [[Unix]] passaram rapidamente para as gerações posteriores mais capazes da linha 68000, que permaneceu popular nesse mercado durante toda a década de 1980.
Em seu lançamento, o 68000 foi usado pela primeira vez em sistemas de alto custo, incluindo [[microcomputadores]] [[Multiusuário|multiusuários]] como o [[WICAT 150]],<ref>{{citar web|url=http://www.old-computers.com/museum/computer.asp?c=254|titulo=museum ~ WICAT 150|website=Old-computers.com|arquivourl=https://web.archive.org/web/20121012060639/http://www.old-computers.com/museum/computer.asp?c=254|arquivodata=2012|urlmorta=sim}}</ref> os primeiros computadores [[Alpha Microsystems]], [[Sage II]] / [[Sage IV|IV]], [[Tandy 6000]] / [[TRS-80 Model II|TRS-80 Model 16]] e [[Thomson computers|Fortune 32: 16]]; [[estações de trabalho]] de usuário único, como os sistemas [[HP 9000|HP 9000 Series 200]] da [[Hewlett-Packard]], os primeiros sistemas [[Apollo/Domain]], [[Sun-1]] da [[Sun Microsystems]] e o [[Corvus Systems|Corvus Concept]]; e terminais gráficos como o [[VAXstation 100]] da [[Digital Equipment Corporation]] e o IRIS 1000 e 1200 da [[Silicon Graphics]]. Os sistemas [[Unix]] passaram rapidamente para as gerações posteriores mais capazes da linha 68000, que permaneceu popular nesse mercado durante toda a década de 1980.


Em meados da década de 1980, a queda no custo de produção tornou o 68000 viável para uso em computadores pessoais, começando com o [[Apple Lisa]] e o [[Macintosh]], seguidos pelo [[Amiga]], [[Atari ST]] e [[X68000]].{{Referências}}
Em meados da década de 1980, a queda no custo de produção tornou o 68000 viável para uso em computadores pessoais, começando com o [[Apple Lisa]] e o [[Macintosh]], seguidos pelo [[Amiga]], [[Atari ST]] e [[X68000]].

== Notas ==
{{notelist}}{{Referências}}

=== Bibliografia ===

* {{cite interview|interviewer=Dave House|title=Oral History Panel on the Development and Promotion of the Motorola 68000|url=https://archive.computerhistory.org/resources/access/text/2012/04/102658164-05-01-acc.pdf|date=23 de julho de 2007|ref=CITEREFOral2007}}
{{Controle de autoridade}}
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Revisão das 00h22min de 5 de março de 2024

Pacote de Motorola MC68000 (CLCC (Leadless chip carrier de cerâmica))

O Motorola 68000 [1][2] é um microprocessador CISC (complex instruction set computer) de 16/32 bits, lançado em 1979 pelo Motorola Semiconductor Products Sector.

O projeto implementa um conjunto de instruções de 32 bits, com registradores de 32 bits e um barramento de dados interno de 16 bits.[3]O barramento de endereços é de 24 bits e não usa segmentação de memória, o que facilitou a programação. Internamente, ele usa uma unidade lógica aritmética de dados (ALU) de 16 bits e mais duas ALUs de 16 bits usadas principalmente para endereços[3], e tem um barramento de dados externo de 16 bits.[4] Por esse motivo, a Motorola o chamou de processador de 16/32 bits.

Como um dos primeiros processadores amplamente disponíveis com um conjunto de instruções de 32 bits, grande espaço de endereço não segmentado e velocidade relativamente alta para a época, o 68000 foi um projeto popular durante a década de 1980. Foi amplamente utilizado em uma nova geração de computadores pessoais com interfaces gráficas de usuário, incluindo o Macintosh 128K, Commodore Amiga, Atari ST e Sharp X68000. O console Sega Genesis/Mega Drive de 1988 é alimentado por um 68000.

Os processadores posteriores da série Motorola 68000, começando com o Motorola 68020, usam ULAs de 32 bits e têm barramentos de dados e endereços de 32 bits, acelerando as operações de 32 bits e permitindo o endereçamento completo de 32 bits em vez do endereçamento de 24 bits do 68000 e do Motorola 68010 ou do endereçamento de 31 bits do Motorola 68012. O 68000 original é geralmente compatível com o restante da linha, apesar de estar limitado a um barramento externo de 16 bits de largura[3].

Mesmo após 45 anos de produção, a arquitetura 68000 ainda está em uso.[5][6]

Desenvolvimento

6800

Ver artigo principal: Motorola 6800

O primeiro microprocessador da Motorola produzido em larga escala foi o 6800, lançado no início de 1974 e disponível em quantidade no final daquele ano.[7] A empresa estabeleceu a meta de vender 25.000 unidades até setembro de 1976, meta que foi atingida. Embora fosse um projeto capaz, foi eclipsado por projetos mais potentes, como o Zilog Z80, e por projetos mais baratos, como o MOS Technology 6502.[8] No final de 1976, a carteira de vendas estava estagnada e a divisão só foi salva por um projeto para a General Motors que se transformou em uma enorme linha de produtos para controle de motores e outras tarefas.[9]

Mudança para 16 bits

Na época em que o 6800 foi lançado, um pequeno número de projetos de 16 bits havia chegado ao mercado. Em geral, eles eram modelados em plataformas de minicomputadores, como o Data General Nova ou o PDP-8. Com base nos processos de fabricação de semicondutores da época, muitas vezes eram soluções com vários chips, como o National Semiconductor IMP-16, ou o PACE de chip único, que tinha problemas com a velocidade.[10]

Com as perspectivas de vendas do 6800 diminuindo, mas ainda com o caixa cheio com as vendas de controle de motores, no final de 1976, Colin Crook, gerente de operações, começou a pensar em como obter sucesso em vendas futuras. Eles sabiam que a Intel estava trabalhando em uma extensão de 16 bits da série 8080, que surgiria como Intel 8086, e tinham ouvido rumores de um Zilog Z80 de 16 bits, que se tornou o Z8000. Eles usariam novas técnicas de design que eliminariam os problemas observados nos sistemas de 16 bits anteriores[11].

A Motorola sabia que, se lançasse um produto semelhante ao 8086, com 10% de suas capacidades, a Intel a mataria no mercado. Para competir, eles estabeleceram a meta de serem duas vezes mais potentes pelo mesmo custo, ou metade do custo com o mesmo desempenho. Crook decidiu que atacaria o mercado de ponta com o processador mais potente do mercado.[11] Outro 16 bits não seria suficiente, seu projeto teria que ser maior, e isso significava ter alguns recursos de 32 bits.[12] Crook havia decidido essa abordagem no final de 1976.[11]

MACSS

Crook formou o projeto Motorola Advanced Computer System on Silicon (MACSS) para criar o design e contratou Tom Gunter para ser seu arquiteto principal. Gunter começou a formar sua equipe em janeiro de 1977.[13] A meta de desempenho foi definida em 1 milhão de instruções por segundo (MIPS). Eles queriam que o projeto não apenas reconquistasse os fornecedores de microcomputadores, como a Apple Computer e a Tandy, mas também as empresas de minicomputadores, como a NCR e a AT&T.[13]

A equipe decidiu abandonar a tentativa de retrocompatibilidade com o 6800, pois achava que os designs de 8 bits eram muito limitados para servir de base para novos designs. O novo sistema foi influenciado pelo PDP-11, o projeto de minicomputador mais popular da época.[14] Naquela época, um conceito importante nos minis era o conceito de um conjunto de instruções ortogonais, no qual cada operação podia trabalhar com qualquer tipo de dados. Para alimentar as unidades internas com os dados corretos, o MACSS fez uso extensivo de microcódigo, essencialmente pequenos programas em uma memória somente de leitura que reunia os dados necessários, executava as operações e escrevia os resultados. O MACSS foi um dos primeiros a usar essa técnica em um microprocessador[15][16].

Havia uma grande quantidade de hardware de suporte para o 6800 que continuaria sendo útil, como UARTs e sistemas de interface semelhantes. Por esse motivo, o novo design manteve um modo de compatibilidade de protocolo de barramento para os dispositivos periféricos 6800 existentes.[17]

Um chip com 32 pinos de dados e 32 pinos de endereçamento precisaria de 64 pinos, além de mais pinos para alimentação e outros recursos. Na época, os DIPs (dual inline package) de 64 pinos eram sistemas "grandes, de custo elevado" e "simplesmente terríveis", o que fez com que esse fosse o maior sistema que eles poderiam considerar. Para que ele coubesse, Crook escolheu um projeto híbrido, com uma arquitetura de conjunto de instruções (ISA) de 32 bits, mas com componentes de 16 bits que a implementavam, como a unidade lógica aritmética (ALU).[13] A interface externa foi reduzida para 16 pinos de dados e 24 para endereços, permitindo que tudo coubesse em um pacote de 64 pinos. Isso ficou conhecido como "Texas Cockroach" (barata do Texas)[12][a].

Em meados da década de 1970, as técnicas de projeto de MOS da Motorola haviam se tornado menos avançadas do que as da concorrência, e suas linhas de fabricação às vezes enfrentavam dificuldades com baixos rendimentos. No final da década de 1970, a empresa havia entrado em um programa de intercâmbio de tecnologia com a Hitachi, melhorando drasticamente suas capacidades de produção. Como parte disso, uma nova fábrica, a MOS-8, foi construída usando os mais recentes tamanhos de wafer de 5 polegadas e o processo HMOS da Intel com um tamanho de recurso de 3,5 µm.[18] Esse foi um investimento que visava a vencer a concorrência: até mesmo empresas de semicondutores iniciantes, como a Zilog e a MOS Technology, introduziram CPUs fabricadas com lógica NMOS em modo de depleção antes da Motorola. Na verdade, a Motorola pode ter se atrasado substancialmente em relação aos seus contemporâneos na eliminação do modo de aprimoramento e da porta metálica, com o diretor de produtos da série 68k, Tom Gunter, lembrando que o próprio 68000 teve que ser bem-sucedido, apesar de ter adotado inicialmente um design de porta metálica.[19] Embora o ponto sobre o atraso seja claro, esse pode não ter sido um resumo totalmente preciso, porque as folhas de dados da Motorola de 1976, anteriores ao início do projeto MACCS, indicam a maioria de sua família 6800 em porta de silício.[20] De fato, o próprio artigo de Gunter de 1979 que apresentava o 68000 o destacava como um projeto HMOS de modo de depleção de porta de silício.[21] Independentemente do grau de déficit de processo e fabricação da Motorola nos primeiros dias, a equipe não se intimidou e não fez concessões em sua busca por um microprocessador com desempenho líder do setor.[22]

Aplicações

Em seu lançamento, o 68000 foi usado pela primeira vez em sistemas de alto custo, incluindo microcomputadores multiusuários como o WICAT 150,[23] os primeiros computadores Alpha Microsystems, Sage II / IV, Tandy 6000 / TRS-80 Model 16 e Fortune 32: 16; estações de trabalho de usuário único, como os sistemas HP 9000 Series 200 da Hewlett-Packard, os primeiros sistemas Apollo/Domain, Sun-1 da Sun Microsystems e o Corvus Concept; e terminais gráficos como o VAXstation 100 da Digital Equipment Corporation e o IRIS 1000 e 1200 da Silicon Graphics. Os sistemas Unix passaram rapidamente para as gerações posteriores mais capazes da linha 68000, que permaneceu popular nesse mercado durante toda a década de 1980.

Em meados da década de 1980, a queda no custo de produção tornou o 68000 viável para uso em computadores pessoais, começando com o Apple Lisa e o Macintosh, seguidos pelo Amiga, Atari ST e X68000.

Notas

  1. Projetos híbridos desse tipo já eram comuns no campo dos minicomputadores. O Data General Nova era um projeto de 16 bits implementado usando ALUs de 4 bits.

Referências

  1. Granlund, Torbjörn. The GNU Multiple Precision Arithmetic Library (PDF). [S.l.: s.n.] p. 13. Arquivado do original (PDF) em 2022 
  2. Norton, Peter; Jim, Heid (1989). Inside the Apple Macintosh. [S.l.]: Simon & Schuster. p. 530. ISBN 0-13-467622-X 
  3. a b c Starnes, Thomas W. (1983). "Design Philosophy Behind Motorola's MC68000". 8. [S.l.]: Byte. número 4. Arquivado do original em 2022 
  4. Motorola M68000 Family Programmer's Reference Manual (PDF). Arizona, Arizona: [s.n.] 1992. pp. 1–1. Arquivado do original (PDF) em 2015 
  5. «Low Cost 32-Bit Microprocessor (Including HC000, HC001, EC000 and SEC000)». www.nxp.com. Consultado em 4 de março de 2024. Arquivado do original em 2021 
  6. Turley, Jim. «"Wallowing in 68K Nostalgia Want to Build a New, 40-year-old Computer?"». Electronic Engineering Journal. Arquivado do original em 2021 
  7. "Motorola joins microprocessor race with 8-bit entry". Electronics. New York: McGraw-Hill. 47 (5): 29–30. 7 de março, 1974.
  8. Tooley, Michael (1988). Servicing Personal Computers 2ª ed. ed. [S.l.]: Heinemann. p. 8. ISBN 0-434-91975-6. Arquivado do original em 2022 
  9. Oral 2007. [S.l.: s.n.] p. 4 
  10. Allen, Kent; Williams, James G. (1991). Encyclopedia of Microcomputers – Evolution of Computerized Maintenance Management to Generation of Random Numbers. 7. [S.l.]: Marcel Dekker. p. 336. ISBN 0-8247-2706-1. Arquivado do original em 2022 
  11. a b c Oral 2007. [S.l.: s.n.] p. 5 
  12. a b Oral 2007. [S.l.: s.n.] p. 9 
  13. a b c Oral 2007. [S.l.: s.n.] p. 6 
  14. Oral 2007. [S.l.: s.n.] p. 8 
  15. «Oral 2007». p. 7 
  16. Andersson, Sven (2014). The Microprocessor (R)evolution. [S.l.]: EE Times. p. 2. Arquivado do original em 2022 
  17. Tooley, Michael. Servicing Personal Computers Terceira ed. [S.l.]: Newnes. pp. 264–265. ISBN 0-7506-0374-7. Arquivado do original em 2022 
  18. Oral 2007. [S.l.: s.n.] p. 10 
  19. «Oral 2007». pp. 9–11 
  20. M6800 Microcomputer System Design Data (PDF). [S.l.]: Motorola. 1976. p. 21 
  21. Stritter; Gunter. Microsystems a Microprocessor Architecture for a Changing World: The Motorola 68000. [S.l.]: Computer. pp. 43–52 
  22. Oral 2007. [S.l.: s.n.] p. 11 
  23. «museum ~ WICAT 150». Old-computers.com. Arquivado do original em 2012 

Bibliografia

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