65C816
From Atariki
Wersja z dnia 18:26, 8 gru 2005 KMK (Dyskusja | wkład) ← Previous diff |
Wersja z dnia 18:03, 9 paź 2017 KMK (Dyskusja | wkład) (→Architektura) Next diff → |
||
Linia 1: | Linia 1: | ||
- | [[65C816]] to 16-bitowy następca układu MOS 6502, można nim zastąpić zastosowany w Atari procesor [[6502C]]. [[65C816]] zaprojektowany został przez [[William D. Mensch|Williama D. Menscha]] jako wersja rozwojowa i następca procesora [[65C02]]. Produkowany jest przez [http://wdesignc.com Western Design Center]. | + | 16-bitowy następca układu MOS [[6502]], można nim zastąpić zastosowany w Atari [[procesor]] [[6502C]]. [[65C816]] został zaprojektowany w latach 1982-84 przez [http://en.wikipedia.org/wiki/Bill_Mensch Williama D. Menscha] jako wersja rozwojowa i następca procesora [[65C02]]. Produkowany jest przez [http://wdesignc.com Western Design Center]. |
- | + | ||
- | Architektura: | + | |
+ | == Architektura == | ||
+ | {{grafr|65c816.gif}} | ||
* ośmiobitowa szyna danych | * ośmiobitowa szyna danych | ||
- | * 24-bitowa szyna adresowa | + | * 24-bitowa (multipleksowana) szyna adresowa |
* 92 rozkazy | * 92 rozkazy | ||
* 22 tryby adresowania | * 22 tryby adresowania | ||
- | * jeden 16-bitowy rejestr ogólne przeznaczenia (akumulator) | + | * 16-bitowe ALU |
+ | * jeden 16-bitowy rejestr ogólnego przeznaczenia (akumulator A/B, czyli C) | ||
* dwa szesnastobitowe rejestry indeksowe (X i Y) | * dwa szesnastobitowe rejestry indeksowe (X i Y) | ||
- | * szesnastobitowy wskaźnik strony zerowej | + | * szesnastobitowy wskaźnik strony zerowej - D |
- | * szesnastobitowy wskaźnik stosu | + | * szesnastobitowy wskaźnik stosu - S |
- | * dziewięć bitów statusu | + | * dziewięciobitowy rejestr statusu - P |
- | * dwa ośmiobitowe rejestry adresowe banku programu i danych | + | * dwa ośmiobitowe rejestry adresowe banku programu i danych (K i B) |
- | * szesnastobitowy licznik programu (razem z rejestrem banku programu stanowi 24-bitowy adres) | + | * szesnastobitowy licznik programu - PC (razem z rejestrem banku programu stanowi 24-bitowy adres) |
+ | * wsparcie dla zewnętrznego MMU | ||
+ | * rozkazy przesłań blokowych | ||
+ | * dwa tryby pracy: natywny oraz tryb emulacji [[6502]] (w tym ostanim procesor się "budzi" po włączeniu zasilania i resecie) | ||
+ | |||
+ | Procesor składa się z 22000 tranzystorów. | ||
+ | |||
+ | == Osobliwości == | ||
+ | |||
+ | === Rejestry === | ||
+ | Osobliwością procesora jest działanie rejestrów C, X i Y: są one 16-bitowe, ale żeby skorzystać z ich pełnego rozmiaru, trzeba oddzielnym rozkazem dokonać przełączenia dodatkowych bitów rejestru statusu. Jeden z nich, zwany M, wybiera rozmiar akumulatora oraz operacji na pamięci (1 - ośmiobitowe, 0 - szesnastobitowe), drugi zwany X ma analogiczne znaczenie dla obydwu rejestrów indeksowych. | ||
+ | |||
+ | Dodatkowo rejestry indeksowe i akumulator zachowują się nieco odmiennie przy manipulacji bitami M i X. Mianowicie przełączenie rejestrów X i Y z szesnastu na osiem bitów zeruje ich starsze bajty, natomiast przełączenie akumulatora na osiem bitów powoduje, że ulega on rozłączeniu na dwie połówki, ale zawartość starszej jest w dalszym ciągu dostępna jako "akumulator B". | ||
+ | |||
+ | Szesnastobitowe rejestry C, X, Y są dostępne tylko w trybie natywnym 65C816, natomiast w trybie emulacji 6502 istnieje dostęp do akumulatora B - obydwie połówki rejestru C można zamienić miejscami. | ||
+ | |||
+ | === Tryb emulacji 6502 === | ||
+ | W trybie emulacji 6502 działają wszystkie rozkazy i tryby adresowania 65C816, nie da się jedynie, jak napisano powyżej, skorzystać z 16-bitowych rejestrów. | ||
+ | |||
+ | Dodatkową różnicą jest działanie trybów adresowania indeksowanych strony zerowej: jeśli adres wynikający z dodania adresu bazowego i rejestru indeksowego jest większy niż 255, w trybie emulacji 6502 "zawija się" on do początku strony zerowej, natomiast w trybie natywnym adres efektywny wskaże obszar poza stroną zerową. Żeby było dowcipniej, zachowanie takie w trybie emulacji dotyczy tylko rozkazów [[6502]], ale nie [[65C02]] - dlatego w trybie emulacji 6502, gdy rejestr X ma wartość $FF, rozkaz STZ $FF,X zapisze daną pod zupełnie inny adres ($01FE) niż rozkaz STA $FF,X ($00FE). | ||
+ | |||
+ | Do osobliwości (jeśli nie błędów w konstrukcji CPU) można też zaliczyć działanie indeksowanych trybów adresowania absolutnego: jeśli adres wynikający z dodania adresu bazowego i rejestru indeksowego jest większy niż 65535, dochodzi do przekroczenia granicy segmentu 64k. Np. załadowanie do rejestru X wartości $FF i wykonanie rozkazu LDA $FFFF,X sprawi, że procesor dokona odczytu spod adresu $0100FE. Dzieje się tak nie tylko w trybie natywnym (co naturalne), ale również w trybie emulacji, a to powoduje problemy z kompatybilnością z oprogramowaniem pisanym dla 6502, jeśli dostępy nie są wykonywane zawsze w ten sam sposób (lecz np. zapisy trybami adresowania strony zerowej, a odczyty jak powyżej, lub odwrotnie). Ten problem ma np. [[MyDOS]]. Można to rozwiązać w dwojaki sposób: albo poprawiając program (niekiedy zresztą tego typu działanie jest po prostu błędem, który na 6502 pozostaje niezauważony), albo sprzętowo powielając stronę zerową w obszarze $010000-$0100FF. To drugie zaimplementowano w karcie [[Rapidus Accelerator]]. | ||
+ | |||
+ | == Rozszerzenia oparte na 65C816 == | ||
+ | |||
+ | * [[Antonia 4 MB]], [[F7]], [[HyperSpeed XL/XE]], [[Rapidus Accelerator]], [[Sweet 16]], [[Turbo-816]], [[Warp4]], [[XL7]], [[XL14]] | ||
- | Jeśli jesteś szczęśliwym posiadaczem procesora 65C816, możesz go w prosty sposób podłączyć do naszej ukochanej Atarki zastępując procek 6502C. Jest to jednak najprostsze rozwiązanie umożliwiające tylko korzystanie z większej liczby rozkazów. Rozwiązanie to nie pozwala na dołączenie większej ilości pamięci liniowej (jak wiadomo 65C816 może zaadresować do 16MB pamięci). Szczegóły montażu w stołówce [http://hardware.atari8.info/65816.php Simple 65C816 Processor Adapter]. Na takiej samej zasadzie dzialało rozszerzenie [[Sweet16]]. | + | == Programy ze wsparciem dla 65C816 == |
- | Bardziej zaawansowane rozszerzenie to [[Warp4]], autorstwa [[Pasiu|Pasia]]/SSG - schematy i opis montażu już w stołówce. | + | * OS-y: [[DracOS]], [[Turbo-816 OS]] |
+ | * DOS-y: [[SpartaDOS X]] | ||
+ | * Programy narzędziowe: [[EYE]], RAMD816.SYS (ramdysk dla [[SpartaDOS X]], w późniejszych wersjach moduł do RAMDISK.SYS), RAMD816L.SYS (ramdysk dla SpartaDOS X używający pamięci tzw. [[pamięć liniowa|liniowej]]), [[Turbo 816 Monitor]] | ||
+ | * Programy użytkowe: [[CC65]], [[MAE]], [[MultiBASIC]], [[SD-Load]], [[SysInfo]], [[Turbo-Assembler/16]], [[Let's Emu!]] | ||
- | Pasiu pracuje również nad kolejnym typem rozszerzenia, 65C816 pracujący razem z 6502c. Rozszerzenie zainspirowane projektem [[Hyperspeed XL-XE|Hyperspeed XL/XE]], z danych ujawnionych do tej pory wynika iż będzie ono zapewniało 64K taktowanej 14MHz pamięci cache umożliwiającej szybki odczyt także obszaru poniżej 0x010000. | + | == Emulatory == |
- | Poniżej screenshot z [[SysInfo]] pokazujący parametry prototypowej instalacji: | + | * [[Altirra]] - emuluje 65C816 z zegarem do 21,28 MHz (NTSC 21,48 MHz) i do 4 MB pamięci liniowej. |
+ | == Inne == | ||
- | [[Grafika:Si-65816.png]] | + | * [http://atariage.com/forums/topic/194253-turbobasicxl-problem/page-6#entry2477246 Poprawki do MyDOS-a] |
- | Zobacz też: | + | ==Zobacz też== |
+ | * [http://www.westerndesigncenter.com/wdc/datasheets/w65c816s.pdf 65C816 Microprocessor Data Sheet (po angielsku)] | ||
+ | * [http://wiki.nesdev.com/w/images/7/76/Programmanual.pdf 6502/65C02/65C816 Programming Manual (po angielsku)] | ||
+ | * [http://www.cs.xu.edu/~ryanr/atari/65816.html Programming notes for 65C816] by John Harris (po angielsku) | ||
+ | * [http://energy.scene.pl/index.php?page=slodka-szestnastka artykuł KMK zamieszczony w "ENERGY" #1] | ||
+ | ==Inne== | ||
+ | * [[Przerwania]] | ||
+ | * [[65C802]] | ||
* [[65C832]] | * [[65C832]] | ||
[[Kategoria:Atari 8-bit]] | [[Kategoria:Atari 8-bit]] |
Wersja z dnia 18:03, 9 paź 2017
16-bitowy następca układu MOS 6502, można nim zastąpić zastosowany w Atari procesor 6502C. 65C816 został zaprojektowany w latach 1982-84 przez Williama D. Menscha jako wersja rozwojowa i następca procesora 65C02. Produkowany jest przez Western Design Center.
Spis treści |
Architektura
- ośmiobitowa szyna danych
- 24-bitowa (multipleksowana) szyna adresowa
- 92 rozkazy
- 22 tryby adresowania
- 16-bitowe ALU
- jeden 16-bitowy rejestr ogólnego przeznaczenia (akumulator A/B, czyli C)
- dwa szesnastobitowe rejestry indeksowe (X i Y)
- szesnastobitowy wskaźnik strony zerowej - D
- szesnastobitowy wskaźnik stosu - S
- dziewięciobitowy rejestr statusu - P
- dwa ośmiobitowe rejestry adresowe banku programu i danych (K i B)
- szesnastobitowy licznik programu - PC (razem z rejestrem banku programu stanowi 24-bitowy adres)
- wsparcie dla zewnętrznego MMU
- rozkazy przesłań blokowych
- dwa tryby pracy: natywny oraz tryb emulacji 6502 (w tym ostanim procesor się "budzi" po włączeniu zasilania i resecie)
Procesor składa się z 22000 tranzystorów.
Osobliwości
Rejestry
Osobliwością procesora jest działanie rejestrów C, X i Y: są one 16-bitowe, ale żeby skorzystać z ich pełnego rozmiaru, trzeba oddzielnym rozkazem dokonać przełączenia dodatkowych bitów rejestru statusu. Jeden z nich, zwany M, wybiera rozmiar akumulatora oraz operacji na pamięci (1 - ośmiobitowe, 0 - szesnastobitowe), drugi zwany X ma analogiczne znaczenie dla obydwu rejestrów indeksowych.
Dodatkowo rejestry indeksowe i akumulator zachowują się nieco odmiennie przy manipulacji bitami M i X. Mianowicie przełączenie rejestrów X i Y z szesnastu na osiem bitów zeruje ich starsze bajty, natomiast przełączenie akumulatora na osiem bitów powoduje, że ulega on rozłączeniu na dwie połówki, ale zawartość starszej jest w dalszym ciągu dostępna jako "akumulator B".
Szesnastobitowe rejestry C, X, Y są dostępne tylko w trybie natywnym 65C816, natomiast w trybie emulacji 6502 istnieje dostęp do akumulatora B - obydwie połówki rejestru C można zamienić miejscami.
Tryb emulacji 6502
W trybie emulacji 6502 działają wszystkie rozkazy i tryby adresowania 65C816, nie da się jedynie, jak napisano powyżej, skorzystać z 16-bitowych rejestrów.
Dodatkową różnicą jest działanie trybów adresowania indeksowanych strony zerowej: jeśli adres wynikający z dodania adresu bazowego i rejestru indeksowego jest większy niż 255, w trybie emulacji 6502 "zawija się" on do początku strony zerowej, natomiast w trybie natywnym adres efektywny wskaże obszar poza stroną zerową. Żeby było dowcipniej, zachowanie takie w trybie emulacji dotyczy tylko rozkazów 6502, ale nie 65C02 - dlatego w trybie emulacji 6502, gdy rejestr X ma wartość $FF, rozkaz STZ $FF,X zapisze daną pod zupełnie inny adres ($01FE) niż rozkaz STA $FF,X ($00FE).
Do osobliwości (jeśli nie błędów w konstrukcji CPU) można też zaliczyć działanie indeksowanych trybów adresowania absolutnego: jeśli adres wynikający z dodania adresu bazowego i rejestru indeksowego jest większy niż 65535, dochodzi do przekroczenia granicy segmentu 64k. Np. załadowanie do rejestru X wartości $FF i wykonanie rozkazu LDA $FFFF,X sprawi, że procesor dokona odczytu spod adresu $0100FE. Dzieje się tak nie tylko w trybie natywnym (co naturalne), ale również w trybie emulacji, a to powoduje problemy z kompatybilnością z oprogramowaniem pisanym dla 6502, jeśli dostępy nie są wykonywane zawsze w ten sam sposób (lecz np. zapisy trybami adresowania strony zerowej, a odczyty jak powyżej, lub odwrotnie). Ten problem ma np. MyDOS. Można to rozwiązać w dwojaki sposób: albo poprawiając program (niekiedy zresztą tego typu działanie jest po prostu błędem, który na 6502 pozostaje niezauważony), albo sprzętowo powielając stronę zerową w obszarze $010000-$0100FF. To drugie zaimplementowano w karcie Rapidus Accelerator.
Rozszerzenia oparte na 65C816
Programy ze wsparciem dla 65C816
- OS-y: DracOS, Turbo-816 OS
- DOS-y: SpartaDOS X
- Programy narzędziowe: EYE, RAMD816.SYS (ramdysk dla SpartaDOS X, w późniejszych wersjach moduł do RAMDISK.SYS), RAMD816L.SYS (ramdysk dla SpartaDOS X używający pamięci tzw. liniowej), Turbo 816 Monitor
- Programy użytkowe: CC65, MAE, MultiBASIC, SD-Load, SysInfo, Turbo-Assembler/16, Let's Emu!
Emulatory
- Altirra - emuluje 65C816 z zegarem do 21,28 MHz (NTSC 21,48 MHz) i do 4 MB pamięci liniowej.
Inne
Zobacz też
- 65C816 Microprocessor Data Sheet (po angielsku)
- 6502/65C02/65C816 Programming Manual (po angielsku)
- Programming notes for 65C816 by John Harris (po angielsku)
- artykuł KMK zamieszczony w "ENERGY" #1