Etikett: CISC

Motorola 68000, ofta kallad 68k, var processorn som gav 1980-talets datorer muskler nog för grafik, ljud och avancerade operativsystem. Med sin ovanliga kombination av 32-bitars tänkande och 16-bitars hårdvara blev den hjärtat i klassiska maskiner som Macintosh, Amiga och Atari ST – och lade grunden för en hel generation av persondatorer, spelkonsoler och inbyggda system.

När man pratar om 1980-talets “klassiska” datorer – Macintosh, Amiga och Atari ST – finns det en komponent som dyker upp om och om igen: Motorola 68000, ofta kallad 68k. Den kom 1979 och blev snabbt en av de mest inflytelserika mikroprocessorerna i hemdatorernas och spelmaskinernas historia. Den var inte först med allt, men den hamnade mitt i rätt tid, med rätt egenskaper – och blev en motor för en hel epok.

En märklig men genial kompromiss: 16/32-bit

68000 brukar beskrivas som en 16/32-bitars processor. Det låter motsägelsefullt, men är själva poängen.

• Den hade 32-bitars register och ett 32-bitars instruktionsset (hur den tänker och räknar).
• Men den hade en 16-bitars extern databuss (hur den pratar med minnet utanför chippet).

Motorola marknadsförde den därför som 16/32-bit: 32-bitars “hjärna” i ett paket som var billigare och enklare att bygga datorer kring än en “full” 32-bitars lösning hade varit då.

Stor och “platt” adressrymd – lättare att programmera

En av de stora praktiska vinsterna var hur minnet adresserades. Många konkurrenter under perioden använde varianter av segmentering eller krångliga minnesmodeller. 68000 hade istället en rak och lättbegriplig modell: en adress är en adress.

Externt hade den 24 adresslinjer, vilket gav 16 MB adressrymd (mycket för tiden). Internt räknade den med 32-bitars adresser, vilket var en form av framtidstänk: samma programtänk kunde leva vidare när senare 68k-modeller blev mer “äkta” 32-bitars.

Det här gjorde 68000 populär bland utvecklare. Den var relativt “ren” att skriva för och passade bra för större program, grafiksystem och operativsystem.

Register i överflöd (för sin tid)

68000 hade 16 generella register uppdelade i två grupper:

• D0–D7: dataregister
• A0–A7: adressregister (där A7 är stackpekare)

Det var generöst jämfört med många samtida processorer. Fler register betyder att man kan göra mer arbete inne i processorn utan att hela tiden läsa/skriva till minnet, vilket i praktiken ger fart.

Instruktionssetet: “nästan allt kan göras med nästan allt”

Designen försökte vara ortogonal. Det betyder ungefär: samma typer av operationer kan kombineras med många olika adresseringssätt utan att man stöter på massor av specialfall.

Den hade till exempel:

• flera varianter av register- och minnesadressering
• PC-relativ adressering (bra för flyttbar/position-oberoende kod)
• instruktioner för bitmanipulation, blockflytt och loopar
• tydliga villkorliga hopp baserat på statusflaggor (N, Z, V, C m.fl.)

För utvecklare som kom från enklare 8-bitarsvärldar kändes 68k ofta som ett steg närmare “minidator”-känsla.

Varför blev den så populär?

68000 kom när grafiska användargränssnitt började bli attraktiva och när datorer behövde kunna hantera mer än text.

Den hamnade därför i en rad system som definierade 80-talet:

• Apple Lisa och sedan Macintosh
• Commodore Amiga
• Atari ST
• Sharp X68000
• en mängd Unix-arbetsstationer (tidiga Sun m.fl.)
• och i massor av skrivare och industriell utrustning

Kort sagt: den fanns både i “coola” persondatorer och i seriösa system där stabilitet och prestanda betydde mycket.

Spelvärldens arbetshäst

På spelsidan blev 68000 närmast en standard i arkadhallar och senare konsoler:

• arkadsystem från Sega, Capcom, SNK m.fl.
• Sega Mega Drive/Genesis hade 68000 som huvud-CPU
• flera system använde två, tre eller till och med fler 68000 i samma maskin för att dela upp jobbet

Att den kunde driva både grafikintensiva spel och samtidigt vara “rimligt” billig gjorde den till en favorit.

Svagheter som senare fixades

Den tidiga 68000:an hade också begränsningar. En klassisk detalj är att den första versionen inte var perfekt för vissa former av virtualisering och virtuellt minne, eftersom den inte alltid sparade tillräckligt med intern state vid vissa fel. Det löstes i senare varianter som 68010 och framåt, där arkitekturen blev mer robust för operativsystem som ville ha mer avancerad minneshantering.

En familj som levde länge

68000 blev startpunkten för en hel släkt:

• 68010, 68020, 68030, 68040 (och vidare specialvarianter)
• inbyggda varianter som 68EC000, 68HC000 och senare mikrokontrollerfamiljer

Även när den “försvann” från skrivbordet fortsatte den i inbyggda system, där lång livslängd ofta är viktigare än att vara modernast.

Varför pratar man fortfarande om 68k?

Motorola 68000 var inte bara en processor – den var en plattform. Den gjorde det möjligt för tillverkare att bygga datorer som kändes kraftfulla och “framtidssäkra”, och den gav programmerare ett relativt rent och logiskt system att jobba med. Resultatet blev att den hamnade i maskiner som folk fortfarande minns med värme: Macintoshens första år, Amigans demoscen, Atari ST i musikstudior – och arkadspel som fortfarande spelas i emulatorer.

Det är därför 68k har fått något som få mikroprocessorer får: ett slags kulturellt efterliv.

Innehåll på youtube som rör Motorola 68000