Bellmac 32 - Bellmac 32

O Bellmac 32 era um microprocessador desenvolvido por Bell Labs ' divisão processador em 1980, implementado utilizando CMOS tecnologia e foi o primeiro microprocessador que poderia mover-se 32 bits de um ciclo de relógio. O microprocessador continha 150.000 transistores e melhorou a velocidade do projeto do CMOS usando "circuitos dominó". Ele foi projetado com a linguagem de programação C em mente. Após sua criação, uma versão melhorada foi produzida, chamada Bellmac 32A , e então cancelada junto com seu sucessor, o Processador de conjunto de instruções reduzidas em linguagem C "Hobbit" (CRISP).

História

O processador Bellmac 32 foi desenvolvido por engenheiros da AT&T em três locais diferentes da Bell Labs : Indian Hill ( Naperville, Illinois ), Holmdel, New Jersey e Murray Hill, New Jersey .

Como os projetistas não tinham ferramentas de automação, todo projetista de chips teve que usar lápis de cor para a conclusão do projeto inicial. Mais tarde, Steve Law desenvolveu um programa de computador que auxiliou na digitalização dos projetos iniciais.

O desenvolvimento do Bellmac 32 produziu uma nova técnica de design de circuito chamada dominó lógica , considerada uma inovação para a produção do microprocessador. Os testes realizados durante a fabricação indicaram que uma frequência de clock ainda maior do que a velocidade alvo de 4 MHz era possível. A implementação da lógica de controle, no entanto, provou ser inesperadamente complicada. Essas complicações limitaram a velocidade final, quando todo o chip foi concluído e testado, a 2 MHz. A equipe considerou isso um progresso, mas não tão bem-sucedido, pois não poderia atender às metas iniciais de design da AT&T.

Reuniões de design subsequentes resultaram no projeto Bellmac 32A, como uma segunda geração do microprocessador Bellmac. O projeto mais uma vez selecionou a tecnologia CMOS e fixou a frequência do clock alvo em 6,2 MHz. Ajustes para maximizar o tamanho dos transistores e resistores e minimizar as interconexões foram fundamentais para atender às especificações. Os engenheiros colocaram um desenho de engenharia de 6 por 6 metros do layout do chip no chão de uma grande sala. Os testes de chips produzidos a partir do circuito concluído excederam a velocidade do projeto e alcançaram frequências de clock de 7,8 MHz e até 9 MHz.

Após a divisão da AT&T, o Bell Labs se tornou um componente da Western Electric . Com esta mudança, o Bellmac 32 foi renomeado para WE 32000 . Versões atualizadas do chip incluem os processadores WE 32100 e WE 32200 .

Arquitetura

O Bellmac 32 possui uma arquitetura em pipeline com uma unidade de busca de instruções que serve para controlar o acesso à memória principal e uma unidade de execução que serve para monitorar o processo e manipular os dados.

A fila de instruções é preenchida com as instruções buscadas na memória. A unidade aritmética de endereço serve para cálculos de endereço.

O hardware Bellmac 32 foi capaz de armazenar todas as instruções, dados e registrar conteúdos associados a um processo durante uma troca de contexto.

Registros

Bellmac 32 tem um contador de programa e 15 registradores de 32 bits de uso geral. Três deles são usados ​​para oferecer suporte ao sistema operacional e podem ser usados ​​quando o microprocessador está no modo kernel. Ele possui três outros registradores que são usados ​​por algumas instruções como ponteiros de pilha.

Instruções

Este microprocessador possui 169 instruções, que são otimizadas para a execução de programas escritos na linguagem de programação C. Consequentemente, o formato das cadeias de caracteres é adaptado às especificações da linguagem C, por exemplo.

As instruções podem ter até três operandos. O processador não possui instruções aritméticas de ponto flutuante ou decimal, que foram posteriormente fornecidas pelos coprocessadores.

Memória

O Bellmac 32 implementa vários tipos de endereçamento de memória, como linear, imediato de 8, 16 ou 32 bits, registro, registro indireto, deslocamento curto, deslocamento absoluto e indireto de 8, 16 ou 32 bits.

Uso

Os processadores WE 32x00 foram usados ​​nos computadores da série 3B da AT&T Computer Systems .

Referências

links externos