| MOS 6502 | |||||
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| Información | |||||
| Tipo | modelo de circuito integrado | ||||
| Desarrollador | MOS Technology | ||||
| Fabricante | MOS Technology | ||||
| Datos técnicos | |||||
| Frecuencia de reloj de CPU | 1MHz — 3 MHz | ||||
| Conjunto de instrucciones | MOS 6502 | ||||
| Cronología | |||||
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ElMOS 6502 oMOS Technology 6502 es un microprocesador de 8 bits diseñado porMOS Technology en 1975. Cuando fue introducido fue, con bastante diferencia, laCPU más barata con características completas de mercado, con alrededor de un sexto del precio o menos que las CPU con las que competía de compañías más grandes comoMotorola eIntel. Era sin embargo más rápido que la mayoría de ellos, y, junto con elZilog Z80, fueron la chispa de una serie de proyectos de computadores que finalmente darían lugar a la revolución del ordenador personal de finales de los 1970 y principios de los años 1980. Además de MOS Technology, el diseño del 6502 tuvo originalmente como segunda fuente aRockwell ySynertek y fue licenciado más adelante a varias compañías más. Todavía se hace para sistemas integrados (embedded systems).
El 6502 consiste en realidad en una familia de CPU que comparten el chip, pero están encapsuladas con diferentes números de patillas, abaratando costes y sacrificando algunas prestaciones. Éstos a su vez se dividen en dos grupos: los 650x, con reloj interno, y los 651x, que necesitan reloj de dos fases (como el MC6800).
El 6502 fue diseñado primariamente por el mismo equipo que había diseñado elMotorola 6800. Después de abandonar el grupoMotorola, rápidamente diseñaron el6501, un diseño totalmente nuevo que era sin embargo compatible a nivel de pines con el 6800. Motorola les demandó inmediatamente, y aunque hoy en día el caso habría sido descartado inmediatamente, el daño a MOS fue lo bastante grande para que acordaran parar la producción de los 6501.
El resultado fue el 6502, el cual no podría causar un litigio legal con Motorola, ya que por un diferente ordenamiento de sus patillas, era inutilizable en una tarjeta madre para el6800. Sin embargo esto dejó a MOS Technology con el problema de conseguir nuevos desarrolladores para el sistema, así que en respuesta el ingenieroChuck Peddle diseñó elKIM-1 una computadora en una sola placa. Para su sorpresa, el KIM-1 se vendió en cantidades enormes a los aficionados y a las personas que les gustaba experimentar, y también entre los ingenieros para los cuales fue pensado. ElAIM 65, un sistema de control, entrenamiento, y desarrollo, manufacturado por Rockwell también se vendió bien. Otro diseño más o menos similar fue el SynertekSync.
El 6502 fue lanzado al mercado en una feria tecnológica en septiembre de 1975. El precio era deUS$25 (equivalente a $141,56 en 2023), mientras que el6800 y el8080 se vendían porUS$179 (equivalente a $1014 en 2023). Al principio, mucha gente pensaba que era alguna clase de fraude, pero antes de que la feria terminara, tanto Motorola como Intel habían bajado sus precios aUS$79 (equivalente a $447,32 en 2023). Ahora el 6502 estaba legitimado y comenzaba a venderse por cientos.
Uno de los primeros usos «públicos» para el diseño fue lavideoconsolaAtari 2600. Los 2600 utilizaron un descendiente del 6502 llamado6507, que tenía menos pines y como resultado podía direccionar solamente 8 kB dememoria RAM. Millones serían vendidos en esta forma. El 6502 luego fue usado en la familia delApple II, y entonces rápidamente apareció en varios computadores personales como elCommodore PET,Commodore VIC-20, lafamilia Atari de 8 bits, la familiaBBC Micro, y un enorme número de otros diseños ahora perdidos en la historia. El6510, un sucesor directo del 6502, fue laCPU usada en el extremadamente popular computador personalCommodore 64.
Otro uso importante del 6502 fue en elNintendo Famicom, unavideoconsolajaponesa. Su equivalente estadounidense y europeo, elNintendo Entertainment System (NES), también tenía el 6502. El 6502 usado en el NES eran una versión modificada, que fue producida solamente para los Nintendo, llamada 2A03 en las consolasNTSC y 2A07 en las consolasPAL, la diferencia entre los dos era el divisor frecuencias del reloj. El procesador personalizado para el NES careció del modo decimal del 6502 pero agregó 22 registros de memoria mapeada para la generación del sonido, la lectura deljoypad (control del juego) y elDMA para lossprites.
El eficiente diseño del 6502 también inspiró a los principales diseñadores delARM, un procesadorRISC, y así se puede decir que la herencia del 6502 ha trascendido la familia original del procesador puesto que su espíritu vive en el diseño del ARM, usado en varios computadores de escritorio así como una plétora de sistemas de mano (hanheld) y de otros empotrados (embedded), y vendido como bloque deIP para ser usado en productos tipoSystem on a chip.
El 6502, unmicroprocesador de 8 bits con unbus de dirección de 16 bits, fue lanzado en septiembre de 1975 porMOS Technology. La lógica interna corre a la misma velocidad que la frecuencia del reloj externo, pero las aparentemente lentas velocidades de reloj, normalmente 1 MHz, eran realmente competitivas con otras CPU corriendo cuatro veces más rápido, porque el 6502 era un procesadorpipeline, y los otros de su época fueron microcodificados y tenían velocidades comparables con la del 6502. El reloj del Z80, por ejemplo, necesita 4 ciclos para leer una instrucción. Aunque esto puede sonar como un «truco», el 6502 tenía el efecto secundario de bajar los requerimientos de velocidad de los periféricos unidos a la CPU, bajando de esta manera el coste total del sistema, un importante factor para conseguir un diseño ganador en los muy sensibles mercados de las consolas de juegos y los computadores personales. Cuenta con 3510 transistores.
A diferencia delIntel 8080 y de similares microprocesadores, el 6502 tenía muy pocosregistros. En ese tiempo, lamemoria RAM era más rápida que lasCPU, así que tenía sentido optimizar el acceso a RAM más que aumentar el número de registros en el chip. Dentro del 6502 había un registroacumulador «A» de 8 bits, dosregistros índice «X» e «Y» de 8 bits, unregistro de estado «SR» de 8 bits, unpuntero de pila «SP» de 8 bits, y uncontador de programa «PC» de 16 bits. El espacio de dirección de lapila para llamadas a subrutinas o almacenamiento temporal estaba fijado por hardware a la página $01 de la memoria, es decir la gama de direcciones $0100-$01FF (256-511). El acceso del software a la pila se hacía mediante cuatro instrucciones con modo de direccionamiento implícito cuya función era colocar o retirar un elemento en la pila (Push oPop). Había instrucciones Push y Pop para el contenido del acumulador o para el registro de estado del procesador.
El chip utilizó los registros del índice y de la pila efectivamente con variosmodos de direccionamiento, incluyendo un rápido modo de «página directa» o «página cero» que accedía a posiciones de memoria de las direcciones 0 a 255 (00 a FF hexadecimal) con una sola dirección 8 bits (no tenía que leer un segundo byte para la dirección). El código para el 6502 utilizaba mucho la página cero, tanto como el código para otros procesadores habrían usado sus registros. En la mayoría de los microcomputadores basados en el 6502 con un sistema operativo, el sistema operativo en sí mismo utilizaba casi completamente la página cero, dejando quizás un puñado de localizaciones para el usuario.
Losmodos de direccionamiento también incluían:
El modo absoluto era un modo de uso general. El modo relativo era usado para instrucciones de bifurcación condicional que podrían mover el contador de programa hasta 128 bytes adelante o atrás. El modo acumulador usó el acumulador como una dirección efectiva, y no necesitaba ningún dato deoperando. El modo inmediato utilizaba un operandoliteral de 8 bits.
Los modos indirectos eran útiles para procesamiento devectores y otras operaciones repetitivas con bucles. Con el modo indirecto, y el registro Y, de 8 bits, era agregado a una base de 16 bits localizada en la página cero de la memoria (un byte en elopcode denotaba la localización de página cero). Los registros de 8 bits X e Y eran usados como offset (desplazamiento) más que su uso 'normal' como registros índice. El incremento de X o Y para caminar por la matriz era una operación de 8 bits de dos ciclos, aunque la matriz pudiera estar situado en cualquier parte del espacio de dirección 16 bits (obteniendo la base de 16 bits leída de la página cero). Aquí es donde el 6502 se diferencia más delMotorola 6800. Un superficial vistazo en las especificaciones del 6502 mostrando que había solamente registros de índice de 8 bits es absolutamente engañoso.
Muchos usuarios de sistemas basados en 6502 de 1 MHz pronto deseaban que sus computadoras pudieran ir más rápidamente. Varias compañías vendieron hardware de reemplazo para acelerar esos sistemas. Generalmente, los aceleradores de los sistemas 6502 fueron basados en:
| Tipo | Memoria / KiB | Otras señales | Encapsulado |
|---|---|---|---|
| 6502 | 64 | IRQ NMI Φ1 Φ2 Φo SYNC RDY | 40-pin |
| 6503 | 4 | IRQ NMI Φo | 28-pin |
| 6504 | 8 | IRQ Φo | 28-pin |
| 6505 | 4 | IRQ Φo RDY | 28-pin |
| 6506 | 4 | IRQ Φ1 Φ2 Φo | 28-pin |
| 6507 | 8 | RDY Φo | 28-pin |
| 6512 | 64 | IRQ NMI Φ1 Φ2 DBE SYNC RDY | 40-pin |
| 6513 | 4 | IRQ NMI Φ1 Φ2 | 28-pin |
| 6514 | 8 | IRQ Φ1 Φ2 | 28-pin |
| 6515 | 4 | IRQ Φ1 Φ2 RDY | 28-pin |
| *Commodore Semiconductor Group añadió las siguientes variantes: | ||
| 6508 | 64K | Un 6502 conteniendo 256 bytes de RAM y una puerta de 8-bits, permitiendo un μC con sólo dos chips: 6508 y ROM |
| 6509 | 1M | Contiene la lógica necesaria para paginar los 64 KiB y proporcionar un bus de direcciones de 20 bits. |
| 6510 | 64K | Contiene una puerta de seis u ocho bits, dependiendo de la versión. |
| 6570 | μC | Contiene RAM y ROM. Microcontrolador de propósito general. CBM lo usa como controlador de teclado en el Amiga |
| 65CE02 | 64K | (Cmos Enhaced) Última expansión que Commodore realizó del 6502. Contiene registros adicionales y mayor número de instrucciones y direccionamientos. Destinado a ser la CPU (4510) del Commodore 65. |
| *Rockwell tomó el núcleo 6502 y le añadió RAM y ROM en su familia 6500/xx. | ||
| 6500/21 | Microcontrolador doble. Funciona como dos CPU operando sobre la misma memoria. | |
| 65C29 | 64K | Microprocesador doble |
| 65F11 | MicrocomputadorForth | |
| 65F12 | Microcomputador Forth | |
| 6516 | 64K | Una modificación de Rockwell (CMOS) que respeta poco el diseño original. |
MOS Technology licenció pronto su 65xx, entre otras, a las siguientes compañías:
El procesador MOS 6502 y sus variantes fueron usados, entre otros equipos, en:
Existen múltiples proyectos que buscan emular el MOS 6502 y derivados a nivel de software, así como también a nivel de hardware. Entre los proyectos que implementan/emulan un MOS 6502 a nivel de hardware:
Otros microprocesadores de la época
Computadores prototipo y para experimentación
Datos:Q255528
Multimedia:6502 microprocessor /Q255528
