Rockwell 6504

Отличный выбор! Rockwell 6504 — это классический 4-битный микропроцессор (МП) эпохи середины 1970-х годов, один из первых в мире коммерчески успешных однокристальных микропроцессоров. Он является центральным элементом знаменитого семейства Rockwell PPS-4 (Parallel Processing System-4).

Вот подробное описание, характеристики и совместимость.

Описание и историческое значение

Rockwell 6504 — это 4-битный микропроцессор, анонсированный в 1975 году. Он был разработан Rockwell International's Electronic Devices Division (EDD) на основе более раннего 4-битного набора микросхем A-4000. Его ключевыми особенностями были низкая стоимость, простота и встроенная поддержка ввода-вывода (I/O), что делало его идеальным для контроллеров в массовой электронике, а не для вычислительных задач.

• Применение: Он стал "рабочей лошадкой" в таких устройствах, как калькуляторы, игровые приставки (например, ранние модели от Atari и Nintendo), бытовая техника (микроволновки, стиральные машины), системы управления, светофоры, банковские терминалы и кассовые аппараты.
• Архитектура: Использовал мультиплексированную шину (общую для адреса и данных), что сокращало количество выводов корпуса и удешевляло систему.
• Наследие: Rockwell 6504 и всё семейство PPS-4 сыграли crucial роль в демократизации микроэлектроники, позволив встраивать "мозги" в самые обычные устройства.

Технические характеристики

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Разрядность | 4-битный (данные), 12-битный (адрес) | | Тактовая частота | До 400 кГц (стандартно). Существовали версии на 500 кГц и 640 кГц. Источником тактовых импульсов обычно был внешний кварцевый резонатор (RC-цепочка). | | Объем адресуемой памяти | 4 Кбайта (4096 байт) ПЗУ (ROM) и 128 x 4 бита (64 байта) ОЗУ (RAM) на кристалле. Адресное пространство могло расширяться внешними микросхемами. | | Система команд | Около 50 инструкций. Простой набор, ориентированный на управление и обработку битовых данных. | | Ввод-Вывод (I/O) | Встроенные порты ввода-вывода — ключевое преимущество. 16 линий общего назначения, которые можно было программно настраивать. Поддержка прерываний. | | Питание | +15 В (основное) и -5 В (для ПЗУ). Поздние версии (например, 6504/1) могли работать от +12В/-5В или даже +5В (однополярное питание). | | Техпроцесс | PMOS (p-канальная МОП-технология). Это объясняет высокое напряжение питания и относительно низкую скорость по современным меркам. | | Корпус | Стандартно 42-контактный DIP (Dual In-line Package). |

Парт-номера (Part Numbers) и семейство PPS-4

Rockwell 6504 — это лишь одна микросхема в большом семействе. Номера могут различаться в зависимости от производителя, скорости и специфики.

Основные парт-номера:

• Rockwell 6504 — базовая модель.
• Rockwell 6504/1 — модернизированная версия с расширенными возможностями питания (например, +12В/-5В).
• A-6504 — альтернативное обозначение.
• MMI 6504 — версия, производившаяся по второй лицензии компанией Monolithic Memories Inc. (MMI).

Ключевые сопутствующие микросхемы семейства PPS-4: Для построения полноценной системы требовались другие микросхемы того же семейства:

• 6505 — Контроллер прерываний и расширения ввода-вывода.
• 6506 — Дополнительное ОЗУ (RAM) 128 x 4 бита.
• 6507 — Дополнительное ОЗУ (RAM) 256 x 4 бита.
• 6508 — Дополнительное ОЗУ (RAM) 128 x 4 бита + порт ввода-вывода.
• 6509 — Дополнительное ОЗУ (RAM) 256 x 4 бита + порт ввода-вывода.
• 6510 — Контроллер клавиатуры и дисплея (для калькуляторов и терминалов).
• 6512 — Программируемый интерфейс периферии (Parallel Interface Adapter, PIA).
• 65xx** (например, 6532)** — Масочные ПЗУ (ROM) с программой заказчика. Номер зависел от содержимого.

Совместимые и конкурирующие модели

Прямые аналоги и клоны:

• GI (General Instrument) CP1600 — не является прямым клоном, но это другой известный 4-битный МП той эпохи, использовавшийся в игровых приставках (например, Intellivision). Конкурировал по рынку.
• Texas Instruments TMS1000 — главный и более ранний конкурент. Также 4-битный, но с архитектурой "микроконтроллера" (с ПЗУ и ОЗУ на кристалле). Был еще более массовым.
• National Semiconductor COP400 — еще одно семейство 4-битных микроконтроллеров, прямой конкурент в сегменте встраиваемых систем.
• Intel 4004 — первый в мире 4-битный микропроцессор (1971 г.). Rockwell 6504 был выпущен позже и являлся более развитым и практичным для контроллеров продуктом.

Совместимость по системе команд: Прямых полных аналогов с идентичной системой команд и pin-to-pin совместимостью у других крупных производителей (Intel, Motorola, Zilog) не существовало. Rockwell/MII были основными источниками.

Эволюционное развитие внутри Rockwell:

• Rockwell 6500/1 (PPS-4/1) — усовершенствованное семейство с однополярным питанием +5В, большей скоростью и расширенной системой команд. Например, микросхема R6500/11.
• В дальнейшем архитектура эволюционировала в 8-битные микропроцессоры Rockwell серии 65xx, которые были программно совместимы с знаменитым MOS Technology 6502 (использовался в Apple II, Commodore 64, Atari 8-bit, Nintendo Entertainment System). Это уже совершенно другой, более мощный класс процессоров.

Итог

Rockwell 6504 — это исторически важный 4-битный микропроцессор, ориентированный на задачи управления. Его сила была в низкой стоимости, интегрированном I/O и экосистеме микросхем PPS-4. Он был одним из "кирпичиков" микропроцессорной революции, перенесшей вычислительную мощность из лабораторий и офисов в повседневные бытовые устройства. Сегодня представляет ценность в основном для коллекционеров, историков техники и энтузиастов ретро-электроники.