MOS 6502处理器简介

作者:蓬岸 Dr.Quest
知乎文章编号:23373234
创建于:2016-11-02 2:28:30
修改于:2016-11-02 2:28:30


原文

MOS Technology 6502 CPU

个人电脑的革命起源于Intel 8080 CPU,这款推出于1974年的2Mhz 8-bit CPU是第一款(可以由爱好者自行组装的)电脑套件的心脏。但价格更加便宜的6502 CPU才是真正带来家用电脑市场繁荣的英雄。

6502背后的故事

像8080和Z-80一样,6502是一款8-bit CPU,最多可以寻址64KB内存。就像Zilog Z-80是基于更早的Intel 8080 CPU一样,MOS 6502是基于摩托罗拉6800 CPU(与8080同年发布,售价和8080一样为360美元)开发的。事实上,6502背后的许多工程师也都曾在摩托罗拉参与过6800处理器的开发。

6502的设计目标是“一款比6800性能更好、价格更低的替代品”,当1975年下半年6502开始发售的时候,其标价为25美元。作为回应,摩托罗拉大幅降低了6800的售价,从175美元降价到69美元 - 即使如此,仍然接近6502售价的三倍。(MOS科技还曾经开发过可以在电路板上直接替换6800的6501 CPU,但由于摩托罗拉的起诉,MOS科技放弃了6501计划并向摩托罗拉支付了20万美元)。

1976年5月,摩托罗拉再次将6800 CPU的价格降低到35美元。

爱好者市场

MOS科技推出了两款开发板来帮助工程师们制造电脑原型和其他设备。其中一款是MDT-650单板电脑,另一款则是KIM-1,KIM-1在电脑爱好者中间非常流行,KIM-1很快就有了新的伙伴,史蒂夫·沃兹尼亚克开发的Apple 1是苹果公司的第一款电脑,也是唯一的一款电脑套件。

基于6502开发的Apple 1成功的让苹果电脑登上舞台,而KIM-1则帮助Commodore转战个人电脑市场。6502给当时执掌Commodore的Jack Tramiel留下了极其深刻的印象,并促使他收购MOS科技,从而为Commodore带来在个人电脑这一全新市场上的价格优势。

Tramiel在1954年成立了Commodore,最初的产品是便携式打字机。当日本厂商的产品在1950年代开始抢占市场时,Commodore将注意力转向机械计算器。1960年代,日本厂商的机械计算器开始统治市场,Tramiel则又转战电子计算器。这一次则是德州仪器开始抢Commodore的生意:德州仪器的计算器比Commodore的更便宜,并且德州仪器还单独销售芯片。这正是Tramiel收购MOS科技,以及后来Commodore将TI赶出家用电脑市场的原因。更多的内容请阅读A History of Commodore’s 8-bit ComputersThe 1983 Home Computer Price War
宏碁电脑创始人施振荣早期曾工作过的荣泰电子公司,是台湾最早的KIM-1开发板代理商,当时的“开发板”被称作“学习机(Learning Kit)”,可以算作是“学习机”一词的最早起源。
美国电脑历史博物馆采访施振荣笔录

家用电脑市场

就像1974年的CPU和1976年的爱好者电脑所预示的那样,1977年,最早的三款家用电脑出现了。1977年6月,苹果发布了Apple II,一款组装完整、并支持彩色显示的电脑,用来代替之前的Apple 1电脑套件。1977年8月,Tandy Radio Shark发布了TRS-80,之后在1977年10月,Commodore则带给我们PET电脑。

1977年10月,《大众科学》封面上的Commodore PET电脑

在三款最早的家用电脑中,有两款使用了6502 CPU,分别是Apple II和Commodore PET。接下来,1979年的Atari和1982年的BBC Micro也加入了6502阵营,另外一部分早期的家用游戏机也使用了650x系列CPU。Tandy Radio Shark在晚些时候推出的Color Computer(彩色电脑),使用的则是摩托罗拉6809 CPU,算得上是6502的近亲。与之相对,8080,Z-80和8085处理器则在CP/M统治之下的商用市场上更为普及。


作为世界上最为畅销的电脑,Commodore 64使用了6502处理器略微修改后的版本,即6510,这款处理器可以让C-64切出ROM的寻址空间,并完整访问64K系统内存。

除了Commodore 64之外,Atari VCS和任天堂NES也使用了650x CPU家族中的成员。

8-bit时代之后

Western Design Center在8-bit 6502的CMOS版本65C02的基础上,开发出了下一代的65C816 CPU。65816处理器完全向后兼容65C02,并包括了16-bit支持和24-bit内存寻址空间,使其可以跨越64KB的限制并访问最高16MB的系统内存。(与Intel 80286类似)

有两款流行的设备使用了65816处理器,一款是1986年底推出的苹果Apple IIGS,这款电脑大大改进了原有的Apple II产品线:添加了新的图形模式、Esoniq SDP-1 32通道数字声音芯片、2.8Mhz CPU(相比之下大多数Apple II只有1Mhz),并支持256KB到8MB内存容量。

实际上,苹果故意让IIGS中本来可以运行在14Mhz的CPU降频运行在2.8Mhz上 - 因为他们不希望IIGS成为Macintosh的竞争者,Macintosh使用了摩托罗拉68000处理器,这是一款32-bit处理器,具有16-bit内存总线和8Mhz主频。

更晚一些的1990年代,任天堂SNES使用主频为3.58Mhz的65816处理器。SNES是任天堂的第四代游戏机,并成为同时代销量最好的一款。

6502的大家庭

从1976年到1990年代,6502架构对个人电脑行业产生了机器深刻的影响,这种影响力一直持续到Commodore关门停业、Atari离开8-bit市场、苹果停产Apple II产品线、游戏机行业从SNES转向第五代游戏机等一系列剧变之后。