El 8X300 es un microprocesador producido y comercializado por Signetics a partir de 1976 como segunda fuente para el SMS 300 por Scientific Micro Systems, Inc. [1] [2] [3] [4] Aunque SMS desarrolló el SMS 300, Signetics fue el único fabricante de esta línea de productos. En 1978, Signetics compró los derechos de la serie SMS 300 y la renombró 8X300.
Fue diseñado para ser un microcontrolador y procesador de señales rápido , y debido a esto se diferencia considerablemente de los microprocesadores lógicos NMOS convencionales de la época. Quizás la principal diferencia fue que se implementó con tecnología de transistores Schottky bipolares y podía buscar, decodificar y ejecutar una instrucción en solo 250 ns. Los datos podrían ingresarse desde un dispositivo, modificarse y enviarse a otro dispositivo durante un ciclo de instrucción.
En 1982, Signetics lanzó una versión mejorada y más rápida, la 8X305. Este procesador se volvió muy popular en aplicaciones militares y Advanced Micro Devices lo adquirió como segundo proveedor como AM29X305. Finalmente, los derechos de producción se vendieron a Lansdale Semiconductor Inc., que todavía ofrecía el 8X305 en 2017. [5] Se fabricó un clon del 8X300 en la Unión Soviética con la designación KM1818VM01 ( ruso : КМ1818ВМ01 ). [4]
El dispositivo se suministró en un paquete cerámico DIL de 50 pines y funciona desde un único riel de suministro de 5 V. Se requiere un transistor de paso externo para completar un regulador de voltaje en el chip, que suministra 3 V a áreas seleccionadas del chip. Esto ayuda a contener el consumo total de corriente a menos de 450 mA.
Los requisitos del reloj se cumplen conectando un cristal de 8 MHz directamente a dos pines. Alternativamente, se pueden utilizar señales desfasadas de un generador de reloj externo.
Una segunda característica única es una dirección dedicada de 13 bits y un bus de datos de 16 bits para acceder a la memoria del programa, lo que permite direccionar directamente 8192 palabras de programa de 16 bits. Esto permite conectar directamente memorias de programas ROM/PROM sin necesidad de hardware adicional. Un segundo bus combinado de dirección/datos de 8 bits, el bus de interfaz vectorial (IV), se utiliza para datos y E/S. Dos señales de control, WC (comando de escritura) y SC (comando de selección), determinan el estado del bus IV de la siguiente manera:
Otras dos señales, LB (selección de banco izquierdo) y RB (selección de banco derecho), duplican efectivamente el espacio de direcciones del bus IV y se usaban con mayor frecuencia para cambiar entre la memoria RAM en un banco y los puertos de E/S en el otro.
Otra característica inusual es que en lugar de ejecutar instrucciones de máscara, rotación, desplazamiento y fusión en la unidad aritmética lógica (ALU), como es el caso con la mayoría de los microprocesadores, el 8X300 tiene unidades de máscara, rotación, desplazamiento y fusión separadas. Por lo tanto, los datos se pueden rotar, enmascarar, modificar, desplazar y fusionar (en ese orden), todo en un ciclo de instrucción.
El procesador normalmente manipula bytes de datos de 8 bits, pero la unidad de máscara permite manipular bits únicos o múltiples, lo que lo convierte en un procesador de longitud de datos variable. Los datos internos se almacenan en registros de lectura/escritura de 8 bits: R1 a R6, R9 y un registro auxiliar (R0). El registro auxiliar contiene uno de los operandos utilizados en instrucciones de dos operandos, como ADD o AND, y un registro de desbordamiento de un solo bit (solo lectura) (R8) almacena el bit de arrastre de las operaciones ADD. Se utilizan dos registros virtuales de sólo escritura IVL (R7) e IVR (R15) para colocar una dirección en el bus IV, y dos conjuntos de ocho registros virtuales (R16-R23 y R24-R31) se utilizan para transferir datos hacia o desde el Autobús intravenoso. En el último caso, los dos bits superiores del número de registro seleccionan el banco izquierdo o derecho, y los tres bits inferiores definen el número de lugares donde se rotarán los datos. Un búfer de bus IV de 8 bits conserva una copia de los últimos datos que se transferirán hacia o desde el bus IV. Estos datos se utilizan en operaciones de fusión.
Los tres bits más importantes de la instrucción definen el código de operación y dividen las instrucciones en ocho clases:
El uso de los 13 bits restantes de la instrucción depende del código de operación:
Las unidades de rotación y máscara están ubicadas entre el banco de registro y la ALU. Por lo tanto, todos los datos pueden, en principio, rotarse y enmascararse antes de ingresar a la ALU.
Las unidades Shift y Merge están ubicadas entre la ALU y el bus IV y, por lo tanto, cualquier dato enviado al bus IV se puede desplazar y fusionar antes de salir.
Nota: un conteo de cero para la cantidad de bits que se fusionarán dará como resultado que se reemplacen los 8 bits.
Son posibles las siguientes combinaciones, según el origen y el destino:
La transferencia de datos hacia y desde el 8X300 es un proceso de dos pasos:
Debido a que la dirección de E/S se emite por separado, los puertos de E/S deben retener (bloquear) la selección. Esto se puede hacer con decodificadores de direcciones y pestillos separados, o con un puerto de E/S con decodificación de direcciones y pestillos integrados, como el 8X32. Debido al enclavamiento, los puertos de E/S, una vez direccionados, permanecen activos hasta que se genera una dirección diferente y se puede acceder a ellos varias veces sin necesidad de direccionarlos nuevamente. Se pueden activar dos puertos de E/S (o direcciones RAM) al mismo tiempo, utilizando las señales de selección de banco para cambiar rápidamente entre ellos sin realizar más direcciones.
En una extensa nota de aplicación, Signetics mostró cómo utilizar el 8X300 como controlador de disquete . Una nota de aplicación revisada mostró el uso del 8X300 junto con el 8X330. Otras notas de aplicación descritas:
Un sistema de demostración (contenido en un maletín) y una nota de aplicación mostraban el uso del 8X300 en un controlador de semáforo.
Olivetti utilizó el 8X300 y posteriormente el 8X305 como controlador para el disco duro ST506 en la serie de computadoras personales M20 .
Convergent Technologies utilizó 8X300, 8X320 y 8X330 en su controlador de disco duro AWS en 1981. [6]
Western Digital utilizó el 8X300 en su controlador de disco duro WD1000 ST506 y el 8X305 en su controlador de disco duro WD1001 ECC. [7]
