Virtuelles Computermuseum: Die Prozessoren und Coprozessoren der Motorola 68000 Familie

💻 Virtuelles Computermuseum: Die Prozessoren und Coprozessoren der Motorola 68000 Familie

Vorgestellt werden die Prozessoren und Coprozessoren der Motorola 68000 Familie.

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Der "Klassiker", der 68000 mit 8 Mhz Taktfrequenz im 64 poligen DIL Gehäuse. Diese Version wurde in vielen Computern der 80'er Jahre eingesetzt, unter anderem im Apple Macintosh, Commodore Amiga und Atari ST.
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Die Industrieversion des 68000 mit 8 Mhz Taktfrequenz im 64 poligen Keramik DIL Gehäuse.
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Der 68000 mit 10 Mhz Taktfrequenz im 68 poligen PLCC Gehäuse.
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Die Industrieversion des 68000 mit 12 Mhz Taktfrequenz im 64 poligen Keramik DIL Gehäuse, produziert von Atmel.
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Der 68008 ist der "kleine Bruder" des 68000 im 48 poligen DIL Gehäuse. Die beiden Prozessoren sind zu 100% binärkompatibel, der 68000 verfügt aber nur über einen 20 Bit breiten Adressbus und 8 Bit Datenbus. Er wurde speziell für preisgünstige Computersysteme entwickelt, da durch den 8 Bit Datenbus eine einfachere Architektur der Platine möglich war. Eingesetzt wurde er unter anderem im ↗︎ Sinclair QL (Durch Anklicken verlassen Sie diese Webseite!)
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Der 68010 mit 10 Mhz Taktfrequenz im 64 poligen Industrie DIL Gehäuse. Der 68010 wurde 1980 als Nachfolger des 68000 auf den Markt gebracht, er verfügte neben kleinerer Fehlerkorrekturen auch über einen leicht erweiterten Befehlssatz zur virtuellen Speicherverwaltung. Da die Leistung des 68010 (Bei gleicher Taktfrequenz und je nach Aufgabe) ca. 5% - 10% höher war als die des 68000, haben viele Besitzer den 68000 gegen einen 68010 getauscht. Was problemlos möglich war, da beide Prozessoren pinkompatibel sind.
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Der 68010 mit 10 Mhz Taktfrequenz im 68 poligen PLCC Gehäuse.
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Der 68010 mit 10 Mhz Taktfrequenz im PGA Gehäuse.
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Der 68012 mit 10 Mhz Taktfrequenz im PGA Gehäuse. Der 68012 ist eine Erweiterung des 68010 mit einem 31 Bit Adressbus, dadurch konnte der 68012 2GB Speicher linear adressieren.
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Der 68020 mit 15 Mhz Taktfrequenz im PGA Gehäuse. Der 68020 kam 1984 auf den Markt und war der erste "echte" 32 Bit Prozessor der 68000'er Familie. Zwar hatte schon der 68000 intern 32 Bit Register, aber der Datenbus war in 16 Bit ausgeführt, der 68020 hatte jedoch einen 32 Bit Daten und Adressbus. Zusätzlich wurden auch der Befehlssatz sowie die Adressmodi erweitert und ein Befehlscache von 256 Byte hinzugefügt. Der Cache brachte auch neue Probleme - Viele Programmierer benutzen aus Geschwindigkeitsgründen sog. "Selbstmodifizierenden Code", besonders bei Spielen und Grafikdemos. Da jetzt der Programmcode im Speicher nicht mehr mit dem Code im Cache übereinstimmte, gab es Programmfehler. Die Lösung war damals, für solche Programme den Cache - unter Leistungsverlust - abzuschalten. Für viele Systeme gab es entsprechende Hilfsprogramme.
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Der 68EC020 mit 16 Mhz Taktfrequenz im PQFP Gehäuse. Der 68EC020 unterschied sich nur durch den verkleinerten Adressbus auf 24 Bit. Damit konnte er wie der originale 68000 nur 16 MB Speicher adressieren.
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Der 68030 mit 25 Mhz Taktfrequenz im Keramischen PGA Gehäuse. Der 68030 kam 1987 auf den Markt. Gegenüber dem 68020 hatte er die MMU (Virtuelle Speicherverwaltung, siehe unten) integriert. Der Prozessor war bis zu Taktfrequenzen von 50 Mhz verfügbar. Es gab auch eine 68EC030 Version, die keine MMU integriert hatte und wie der 68EC020 nur über einen 24 Bit Adressbus verfügte.
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Der 68030 mit 25 Mhz Taktfrequenz im Kunststoff PGA Gehäuse.
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Der 68030 mit 25 Mhz Taktfrequenz im PQFP Gehäuse.
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Der 68040 mit 33 Mhz Taktfrequenz im Keramischen PGA Gehäuse. Der 68040 kam 1990 auf den Markt. Gegenüber dem 68030 hatte er die MMU (Virtuelle Speicherverwaltung, siehe unten) und FPU (Fließkommaeinheit, siehe unten) integriert. Der Prozessor war bis zu Taktfrequenzen von 50 Mhz verfügbar. Es gab auch eine 68EC040 und 68LC040 Version. Die "LC"-Version fehlte die FPU, die "EC"-Version hatte weder MMU noch FPU.
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Der 68060 mit 50 Mhz Taktfrequenz im Keramischen PGA Gehäuse. Der 68040 kam 1994 auf den Markt und war bis zu einer Taktfrequenz von 75 Mhz verfügbar. Die MMU (Virtuelle Speicherverwaltung, siehe unten) und FPU (Fließkommaeinheit, siehe unten) sind auf dem Chip integriert. Es gab auch eine 68EC060 und 68LC060 Version. Die "LC"-Version fehlte die FPU, die "EC"-Version hatte weder MMU noch FPU.
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Der 68451 im 64 poligen DIL Gehäuse war die erste MMU (Memory Management Unit) der 68000'er Familie. Mit diesem Coprozessor war es möglich, "Virtuellen Speicher" zu verwalten. Der Einsatz dieser MMU war für den 68010 vorgesehen.
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Der 68851 im 64 poligen DIL Gehäuse war eine MMU (Memory Management Unit) der 68000'er Familie. Mit diesem Coprozessor war es möglich, "Virtuellen Speicher" zu verwalten. Der Einsatz dieser MMU war für den 68020 vorgesehen.
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Der 68881 im PGA Gehäuse war die erste FPU (Floating Point Unit) der 68000'er Familie. Mit diesem Coprozessor war es möglich, Fließkommazahlen direkt zu verarbeiten. Der Einsatz dieser FPU war für den 68020 und 68030 vorgesehen. Ab dem 68040 war die FPU direkt auf den Chip integriert, so das keine externer FPU mehr nötig war. Die hier gezeigte FPU konnte bis 16 Mhz eingesetzt werden.
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Der 68882 im PGA Gehäuse war der Nachfolger des 68881, die Änderungen betrafen nur Teile des sog. Microcodes, dadurch wurde die Leistung der FPU etwas gesteigert. Beide FPUs sind 100% kompatibel zu einander. Der Einsatz dieser FPU war für den 68020 und 68030 vorgesehen. Ab dem 68040 war die FPU direkt auf den Chip integriert, so das keine externer FPU mehr nötig war. Die hier gezeigte FPU konnte bis 16 Mhz eingesetzt werden.
Weitere Informationen unter: ↗︎ Motorola 68881 / 68882 (Durch Anklicken verlassen Sie diese Webseite!)

Dieser 68882 im PLCC Gehäuse konnte bis 25 Mhz genutzt werden.
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