Rockwell R65C02P3

Отличный выбор! Rockwell R65C02P3 — это классический 8-битный микропроцессор, являющийся усовершенствованной и очень популярной версией легендарного MOS Technology 6502. Вот подробное описание и технические характеристики.

Описание

R65C02P3 — это третья ревизия (P3) 8-битного микропроцессора от компании Rockwell International, выполненного по CMOS-технологии. Это прямое развитие оригинального процессора NMOS 6502, который питал такие компьютеры, как Apple II, Commodore 64, Atari 8-bit, Nintendo Entertainment System (NES) и многие другие.

Ключевые особенности и преимущества перед оригинальным 6502:

• CMOS-технология: Обеспечивает значительно более низкое энергопотребление (вплоть до 10% от NMOS 6502) и возможность работы в расширенном диапазоне питающих напряжений. Это делало его идеальным для портативных и встраиваемых систем.
• Расширенный набор команд: Добавлено 27 новых инструкций (включая BRA - Branch Always, улучшенные битовые операции, STZ - Store Zero и др.), что упрощает программирование и повышает эффективность кода.
• Исправленные ошибки: Устранены многие "особенности" и баги оригинального 6502 (например, нестабильные инструкции, которые в NMOS-версии случайно выполнялись как NOP).
• Высокая тактовая частота: Способен работать на частотах до 14 МГц (в зависимости от конкретной модели), что значительно быстрее оригинальных 1-2 МГц.
• Синхронный дизайн: Более предсказуемая синхронизация по сравнению с оригиналом, что упрощает проектирование систем.
• Совместимость: Обладает почти полной двоичной совместимостью снизу-вверх с программным обеспечением для NMOS 6502. Исключение составляют программы, использующие недокументированные и нестабильные инструкции NMOS-чипа.

Процессор широко использовался в промышленных контроллерах, телекоммуникационном оборудовании, авионике (например, в бортовых компьютерах некоторых самолетов), а также в поздних версиях домашних компьютеров (как Apple IIc) и множестве игровых автоматов.

Технические характеристики (для R65C02P3)

• Архитектура: 8-битная, с 16-битной шиной адреса.
• Набор команд: Расширенный набор команд 6502 (153 инструкции).
• Техпроцесс: CMOS.
• Тактовая частота (макс.): 3 МГц для версии P3 (суффикс -3). Существовали версии на 2 МГц (-2) и 4 МГц (-4).
• Напряжение питания: 5 В ±5% (стандартное для CMOS-версий, в отличие от некоторых других CMOS-чипов, работающих от 3В).
• Потребляемый ток: Около 5-10 мА на 1 МГц (значительно меньше NMOS).
• Температурный диапазон:
  • P3 (Plastic DIP): 0°C до +70°C (коммерческий диапазон).
  • Military-версии (суффикс /B): От -55°C до +125°C.
• Корпус: Стандартно 40-контактный керамический или пластиковый DIP (PDIP). Также выпускался в PLCC.
• Разрядность шины данных: 8 бит.
• Разрядность шины адреса: 16 бит (64 КБ непосредственно адресуемой памяти).
• Прерывания: Маскируемое (IRQ), немаскируемое (NMI) и прерывание по RESET.
• Режимы адресации: Множество, включая расширенные для новых команд.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Rockwell, а позже WDC (Western Design Center), которая лицензировала и продолжила развитие архитектуры, выпускали множество вариантов. Вот основные парт-номера в семействе:

1. Прямые аналоги и функциональные замены R65C02P3:

• R65C02P3 – Базовая версия в пластиковом DIP, 3 МГц, 0...+70°C.
• R65C02P4 – То же, но на 4 МГц.
• R65C02P2 – То же, но на 2 МГц.
• R65C02G3 – Версия в керамическом DIP (G), 3 МГц.
• R65C02/B – Military-версия в керамическом корпусе, расширенный температурный диапазон.
• W65C02S – Поздняя версия от WDC (S для "S-series"), с дополнительными улучшениями, частота до 14 МГц. Является логическим преемником и прямой заменой (но проверять распиновку для SMD-корпусов).

2. Совместимые микроконтроллеры и процессоры (содержат ядро 65C02):

• R65C00 – Двухкристальный микрокомпьютер (CPU + I/O).
• R65C21 – Периферийный интерфейсный адаптер (PIA).
• R65C22 – Универсальный интерфейсный адаптер (VIA).
• R65C51 – Асинхронный коммуникационный интерфейс (ACIA).
• R65C112 / R65C114 – Микроконтроллеры с ядром 65C02, ОЗУ, ПЗУ и таймерами на кристалле.
• W65C134S – Микроконтроллер от WDC с ядром 65C02, таймерами, UART, Watchdog и т.д.

3. Совместимые процессоры от других производителей:

• MOS Technology 6502 – Оригинальный NMOS-процессор. Совместим на уровне ПО, но не по электрическим характеристикам.
• Synertek SY6502 / SY65C02 – Еще один популярный второй источник.
• GTE G65SC02 – CMOS-версия от GTE.
• Sanyo LC10(XXX) – Серия микроконтроллеров с ядром 65C02 (использовались в игровых приставках).
• Ricoh 2A03/2A07 – Знаменитое ядро в NES (на основе NMOS 6502, но без двоичного десятичного режима и с интегрированным APU).

4. Современные реплики и клоны:

• CSG 65CE02 – Улучшенная 16-битная версия от Commodore Semiconductor Group (использовалась в компьютере C65).
• TMSS 65C02 – Версия от Texas Instruments.
• Various FPGA-реализации – Ядро 65C02 широко доступно в виде HDL-кода для реализации в ПЛИС.

Важное примечание: При замене оригинального NMOS 6502 на R65C02 в старых компьютерах (например, Apple II, Commodore 64) в подавляющем большинстве случаев она проходит успешно и дает преимущества в энергопотреблении и надежности. Однако существует небольшой риск несовместимости с некоторым железом или софтом, использующим тайминги или недокументированные особенности NMOS-чипа. Всегда рекомендуется проверять совместимость для конкретного устройства.