MOS Technology 6510

MOS Technology 6510 — это 8-битный микропроцессор, разработанный компанией MOS Technology и выпущенный в 1982 году. Он является модифицированной версией процессора MOS Technology 6502, отличающейся наличием встроенного порта ввода-вывода общего назначения. Процессор 6510 наиболее известен как центральный процессор домашнего компьютера Commodore 64, самого продаваемого домашнего компьютера в истории. Микросхема выпускалась в 28-выводном корпусе DIP.

История создания

Процессор MOS Technology 6502, выпущенный в 1975 году, стал одним из самых популярных микропроцессоров своего времени благодаря низкой стоимости и высокой производительности для своего класса. Он использовался в таких компьютерах, как Apple II, Atari 2600 и Commodore PET. Однако для нового проекта Commodore — компьютера Commodore 64 — требовалась дополнительная интеграция, чтобы снизить количество компонентов на материнской плате и упростить схемотехнику.

Инженеры MOS Technology (дочерней компании Commodore International) разработали процессор 6510, добавив к ядру 6502 встроенный 8-битный порт ввода-вывода (I/O). Это позволило управлять банками памяти и периферийными устройствами без использования дополнительных микросхем. Процессор был выпущен в 1982 году и стал основой для Commodore 64, который поступил в продажу в августе того же года.

Архитектура и технические характеристики

Ядро процессора

Процессор 6510 полностью совместим с системой команд MOS Technology 6502. Он использует ту же 8-битную архитектуру с 16-битной адресной шиной, что позволяет адресовать до 64 КБ памяти. Внутренний регистровый файл включает:

• Аккумулятор A (8 бит)
• Два индексных регистра X и Y (8 бит)
• Указатель стека S (8 бит)
• Регистр состояния P (8 бит, с флагами переноса, нуля, прерывания, десятичного режима и др.)
• Счётчик команд PC (16 бит)

Тактовая частота процессора составляет 1,023 МГц (для PAL-версий Commodore 64) или 1,0 МГц (для NTSC-версий). Это значение было выбрано для синхронизации с видеосистемой компьютера.

Встроенный порт ввода-вывода

Главное отличие 6510 от 6502 — наличие встроенного 8-битного порта ввода-вывода, который занимает шесть выводов корпуса (выводы 26–31). Эти выводы могут быть сконфигурированы как входы или выходы под управлением программного обеспечения. В Commodore 64 порт использовался для:

• Управления банками памяти (переключение между ПЗУ, ОЗУ и вводом-выводом).
• Управления магнитным приводом ленточного накопителя (Datassette).
• В некоторых модификациях — для управления другими периферийными устройствами.

Система команд

Процессор 6510 поддерживает 56 команд (включая все команды 6502). Команды имеют переменную длину от 1 до 3 байт. Адресация включает 13 режимов: непосредственная, абсолютная, нулевая страница, индексная, косвенная и другие. Отсутствуют команды для умножения и деления — эти операции реализуются программно.

Применение

Commodore 64

Процессор 6510 использовался исключительно в компьютерах Commodore 64 и его модификациях (Commodore 64C, Commodore 128 в режиме совместимости). В Commodore 64 процессор работал совместно с видеоконтроллером VIC-II и звуковым чипом SID. Благодаря встроенному порту ввода-вывода, процессор мог управлять переключением между 64 КБ ОЗУ, 20 КБ ПЗУ (содержащим BASIC 2.0 и KERNAL) и областью ввода-вывода.

Другие устройства

Известны случаи использования процессора 6510 в других устройствах, но они были единичными. Например, он применялся в некоторых прототипах и специализированных контроллерах, однако массового распространения вне Commodore 64 не получил. Основная причина — низкая доступность микросхемы отдельно от компьютера, а также наличие более дешёвых и универсальных аналогов (например, 6502).

Модификации и варианты

Существовало несколько версий процессора 6510, различавшихся тактовой частотой и корпусом:

• 6510 — базовая версия на 1 МГц, 28-выводной DIP.
• 6510A — версия с повышенной тактовой частотой (до 2 МГц), использовалась в некоторых моделях Commodore 128.
• 8500 — улучшенная версия процессора, выпущенная в 1985 году для Commodore 64C. Имела меньший тепловыделение и более высокую надёжность, но была полностью совместима с 6510.
• 7501 — вариант для Commodore 16 и Plus/4, с интегрированным контроллером памяти и дополнительными функциями.

Значение и влияние

Процессор MOS Technology 6510 стал ключевым элементом Commodore 64 — компьютера, который продавался с 1982 по 1994 год и разошёлся тиражом около 17 миллионов единиц (по разным оценкам, до 30 миллионов). Благодаря низкой цене и широкому распространению, Commodore 64 стал платформой для множества игр, образовательных программ и демосцены. Процессор 6510, хотя и не был революционным с архитектурной точки зрения, обеспечил необходимую интеграцию, что позволило снизить стоимость компьютера и упростить его производство.

Влияние процессора 6510 выходит за рамки его технических характеристик. Он стал символом эпохи домашних компьютеров 1980-х годов и до сих пор используется в ретро-вычислительной технике, эмуляции и сообществах энтузиастов. Многие современные программисты изучают ассемблер 6502/6510 для написания программ для Commodore 64.

Интересные факты

• Процессор 6510 не имеет встроенного умножителя или делителя — все операции умножения и деления выполняются программно, что замедляло работу с числами.
• В Commodore 64 процессор 6510 часто работал на частоте, синхронизированной с видеосистемой, что приводило к разной производительности в PAL- и NTSC-версиях.
• Микросхема 6510 производилась по технологии NMOS (n-канальный МОП-транзистор), что обеспечивало низкое энергопотребление (около 1 Вт).
• В некоторых моделях Commodore 64 использовался процессор 8500, который был полностью совместим с 6510, но имел улучшенную технологию изготовления (HMOS).

Источники

• Commodore 64 Programmer's Reference Guide. Commodore Business Machines, 1982.
• MOS Technology 6510 Microprocessor Data Sheet. MOS Technology, 1982.
• Bagnall, B. On the Edge: The Spectacular Rise and Fall of Commodore. Variant Press, 2005.
• Leemon, S. Mapping the Commodore 64. Compute! Publications, 1984.