Motorola 68000

Eine Variante des 68K, die Motorola-68008-CPU

Der Motorola 68000 ist ein Prozessor von Motorola (heute Freescale). Er wurde 1979 veröffentlicht. Alternativ wird er häufig als 68K oder MC68000 bezeichnet.

Der 68000 verwendet extern einen 16-Bit-Datenbus und intern eine 16-Bit-ALU, weswegen er zu den 16-Bit-CPUs gezählt wird. Auch das Statusregister hat eine Größe von 16 Bit, die Programmverarbeitung läuft jedoch in 32-Bit-Registern ab. Das 32-Bit-Programmiermodell war äußerst programmierfreundlich und beliebt, gewährleistete damit auch gleichzeitig die Verwendung in zukünftigen Prozessorversionen ohne wesentliche Änderungen.
Er wurde unter anderem im Amiga, im Atari ST und in der Spielkonsole SEGA Mega Drive eingesetzt. Der japanische Homecomputer X68000 von Sharp wurde nach dem dort ebenfalls verbauten Prozessor benannt. Außerdem wurde dieser Prozessor und seine Nachfolger in etlichen eingebetteten Systemen verbaut, wie beispielsweise in Flugzeugen oder Wahlcomputern.

Eine unter anderem in den Anschlussleitungen reduzierte Version stellte der kostengünstigere 68008 dar, der mit einem 8-Bit-Datenbus und 20-Bit-Adressraum einfachere Systemaufbauten unterstützte. Im Heimcomputer-Bereich besonders bekannt war die Verwendung im Sinclair QL.

Der sehr ähnlich aufgebaute 68010 erschien im Jahr 1983. Als Weiterentwicklung des 68000 verfügt er über einen erweiterten Befehlssatz mit zusätzlichen Registern und beschleunigte Befehlsausführung. Außerdem eignete sich erst diese Variante für den Einsatz zusammen mit einer externen MMU (Memory Management Unit), um eine virtuelle Speicherverwaltung in Betriebssystemen (typischerweise bei Unix-artigen) zu realisieren.

Weiterentwicklungen:

• 68020 (1984):
  • 32-Bit-ALU
  • 32-Bit-Datenbus
  • 256 Byte großer Cache
  • erweitere Adressierungsarten
  • Verwendung: Amiga 1200, Amiga CD³²
• 68030 (1987):
  • integrierte MMU
  • Burst-Modus für den RAM-Zugriff
  • Verwendung: Amiga 3000, Amiga 4000
• 68040 (1990):
  • integrierte MMU und FPU (Floating Point Unit)
  • 4 KByte Daten- und 4 KByte Instruktions-Cache
  • Verwendung in Amiga-Beschleunigerkarten
• 68060 (1994):
  • 2 ALUs
  • 8 KByte Daten- und 8 KByte Instruktions-Cache
  • integrierte aber verschlankte MMU und FPU
  • Superskalere Aufbau (gewisse Parallelität bei der Ausführung von Integer-, Fließkomma- und Branch-Instruktionen)
  • Verwendung in Amiga-Beschleunigerkarten

Die Prozessorreihe war besonders im aufstrebenden Workstation-Bereich Ende der 1980er Jahre beliebt, aber beim 68040 angelangt, wechselten viele Workstation-Hersteller (Apollo, Sun, HP, Apple) auch mit Blick auf die High-End-Ausrichtung und der dort zu erreichenden Leistung auf eine RISC-Technologie. Die Leistung des 68040 konnte mit der raschen Entwicklung in Pentium-Familie Intels auch kaum mehr Schritt halten. Dies konnte auch der 68060 nicht mehr aufholen und war im Workstation-Bereich kaum mehr vertreten.
Aber die 68000er Familie hatte auch historisch einen gute Durchdringung im Embbeded-Systems-Bereich und der industriellen Elektronik. Viele Varianten dieses Prozessors konnten in baukastenartigen All-in-one-chip-Lösungen kundenspezifisch gefertigt werden oder es gab vorgegebene Modellreihen mit allerlei nützlicher On-Chip-Peripherie rund um einen 680xx-Kern.

Weblinks

Wikipedia: Motorola 68000

Wikipedia: Motorola 68020

Wikipedia: Motorola 68030

Wikipedia: Motorola 68040

Wikipedia: Motorola 68060