另外八款 8 位时代的微处理器（2024）

# 另外八款 8 位时代微处理器 来源：https://thechipletter.substack.com/p/eight-more-8-bit-era-microprocessors 在《8 位时代的优点：八款标志性处理器设计》（https://thechipletter.substack.com/p/the-virtues-of-the-8-bit-era-eight）中，我们回顾了 20 世纪 70 年代至 80 年代初最重要的八款微处理器设计。这一次，我们将目光投向那个时代的另外几款 8 位设计，它们未能入选上一篇文章的名单。 [](https://thechipletter.substack.com/p/the-virtues-of-the-8-bit-era-eight) 规则大致与之前相同。这些设计必须是针对微处理器，而非微控制器。不过，它们不一定需要投入生产。 这些设计中的大多数并未产生巨大影响，但商业上的不成功并不意味着它们没有趣味性。有时，我们从市场失败中汲取的教训并不亚于从成功中获得的。 以下是几款鲜为人知的“8 位时代”微处理器。 名单上的第一款来自德州仪器（Texas Instruments）。由加里·布恩（Gary Boone）领导的团队创造了首批微控制器，他们此前曾为控制终端公司（Control Terminal Corporation）的“Datapoint 2200”终端进行定制设计，这促成了 TMX-1795 微处理器的诞生。稍后，英特尔基于相同的指令集架构创建了 8008 处理器。 TMX-1795 是可以合理宣称为首款微处理器的众多设计之一。肯·谢里夫（Ken Sheriff）曾撰写文章介绍 1795 及其相关的争议性说法，详见此处（http://www.righto.com/2015/05/the-texas-instruments-tmx-1795-first.html）。这是一篇非常棒的博文，我就不剧透肯的结论了！ TMX-1795 甚至未能投入生产，但它在几十年后产生了影响。该设计被用于吉尔伯特·海亚特（Gilbert Hyatt）与德州仪器之间的专利诉讼中（https://www.computerhistory.org/collections/catalog/102740022）。 > TI 笔记本电脑已修改为使用 TMX-1795 执行所有操作。所有显示内容均在一颗 1971 年款的 8 位微处理器上执行。这台演示样机制造于 1993 年，旨在作为专利诉讼中的法庭证据展示，尽管最终并未用于该目的。它的首次公开演示发生在几天后的 1996 年微处理器论坛期间，正值微处理器诞生 25 周年庆典。 我们可以在这段计算机历史博物馆的视频中看到 TMX-1795 启动的过程。 英特尔 8008 确实投入了生产，其架构在随后的几年中演变为我们今天普遍使用的 x86 架构。 ##### TMX-1795 关键特性 - 开创性的 8 位设计； - 帮助推翻了海亚特的微处理器专利； - 对德州仪器而言，这是一个巨大的错失良机？ [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!-BFn!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2Ff2635e43-4408-48f1-b31f-a7eeb3f1ac5f_1078x1080.png) 我们之前已经遇到过 Mostek 5065。在《摩托罗拉的开创性 6800：起源与架构》（https://thechipletter.substack.com/p/motorolas-pioneering-8-bit-6800-origins）一文中提到，摩托罗拉在制造其首款微处理器设计时遇到了困难，该设计原本旨在用于奥利维蒂（Olivetti）计算器。因此，他们将其授权给了德州竞争对手 Mostek，在那里它成为了 Mostek 5065。 我认为，潜在用户很可能清楚地意识到 5065 并没有太多前途。摩托罗拉转向了 6800，而 Mostek 对更新该设计毫无兴趣，可能是因为授权协议不允许他们这样做。 ***Mk 5065 是一条死胡同，那你为什么要使用它？*** Mk 5065 的有趣之处在于，它代表了创造摩托罗拉 6800 和 MOS Technology 6502 团队的早期构想。后来设计中一些使其独具特色的特性，首先在 5065 中出现。例如，使用内存的第 1 页作为“堆栈”。 ##### Mk 5065 关键特性： - 内存第 1 页用作堆栈页（类似于 6502）； - 快速中断，使用三组寄存器。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!XpNj!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F5edf31dd-b4ac-41fa-9b0e-a098673eb4dd_1551x708.jpeg)Intel 8085 - By Konstantin Lanzet - CPU Collection Konstantin Lanzet, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5791162 Intel 8085 是英特尔对具有里程碑意义的 8080 的继任产品。8080 是启动整个个人电脑革命的 CPU。 曾领导 8080 设计的费德里科·法金（Federico Faggin）在与安迪·格鲁夫（Andy Grove）闹翻后离开英特尔，创立了 Zilog 公司。在那里，他领导了 Z80 的开发，该处理器在 8080 的基础上引入了多项重大改进。这些改进包括 IX 和 IY 索引寄存器、完整的一组备用寄存器、内置 DRAM 刷新功能、大量额外指令等。 相比之下，8085 只是一次相当 modest（适度）的升级。与 8080 相比，它整合了几颗支持芯片，并将时钟速度提升至 3、5 或 6 MHz。8085 并非一款糟糕的设计，但与法金的 Zilog Z80 相比，它显得非常令人失望，并在市场上输给了 Z80。 ##### Intel 8085 关键特性： - 与 Z80 相比真的没什么亮点，而这正是问题所在。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!mMTy!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2Fbe7b5739-524e-41df-9ab9-0bb3ef414095_1076x720.jpeg) 与同时代的许多其他设计不同，Signetics 2650 旨在与小型计算机竞争，并以 IBM 1130 小型计算机为模型进行设计。 1972 年初次设计时，它在市场上与英特尔 8008 等领导者具有竞争力，但直到 1975 年才投入生产。到了那时，摩托罗拉 6800 和英特尔 8080 已经超越了 2650，后者存在显著局限性，包括内存被划分为 8k 段。 ##### Signetics 2650 关键特性 - 向量中断 - 片上调用堆栈 - 内存限制为 32k，划分为 8k 段 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!WlRz!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F46ac98ba-58eb-4f24-bf1d-b33075924176_1419x1080.jpeg)RCA 1802 芯片照片 - By Pauli Rautakorpi - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39374497 在许多方面，RCA 1802 走在了时代的前列。它是首款 CMOS 微处理器，其简单的指令集相当具有 RISC 风格，几乎比 RISC 概念流行早了十年。然而，这种简单性也意味着省略了许多常见功能，如条件分支和子程序调用。也许这限制了它在处理器基于指令集功能进行营销时代的普及。 不过，1802 确实被用于一些视频游戏主机，并被用于多个太空飞行器，因为（据 CPU Shack 称）： > …… 1802 的一个版本使用了蓝宝石衬底硅（SOS）技术，该技术具有抗辐射和抗静电特性，非常适合太空操作。 ##### RCA 1802 关键特性 - 首款低功耗 CMOS 微处理器； - 极致的简单性； - 用于旅行者号、海盗号和伽利略号太空探测器。 付费墙之后的最后三款“8 位”时代设计。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!XNE-!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F3069eb1a-ff9a-43cb-be12-e3a2a6168214_650x600.png) 这可能是本列表中知名度最低的设计。维基百科称其应被视为微控制器，但我认为缺乏板载 ROM 意味着它实际上是一款微处理器。 低成本是其卖点，采用廉价的 28 引脚封装。然而，这将其地址空间限制为 4k。 Electronic Arrays 在制造该设计时遇到了问题并迅速失败，于 1978 年被 NEC 收购。 ##### Electronic Arrays 9002 关键特性 - 64 字节片上 RAM； - 低成本 28 引脚封装 - 内存限制为 4k。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!4Xp9!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F056370ee-e39b-4b5a-acce-8d26a8e3fc35_1183x1080.jpeg)Intersil 6100 - By Pauli Rautakorpi - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30674996 表面上看，Intersil 6100 有很多优势。它基于流行的 DEC PDP-8 小型计算机架构，并与其高度兼容。它采用低功耗 CMOS 技术制造。DEC 甚至在其自身的“DECMate”终端/个人电脑产品中使用了它。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!V879!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F34762553-b725-4372-9381-e4f120746b51_1280x1024.jpeg)DECMate - By The original uploader was Frotz at English Wikipedia. - Transferred from en.wikipedia to Commons., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=53859617 **Byte 杂志（03/76）：首款【也是最后一款？】12 位微型计算机？** [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!gzRo!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2F088450a3-d1e6-41ef-ab99-94f9ec538af9_1672x1374.jpeg) 但 6100 从未产生任何影响；也许在 8 位设计主导的时代，12 位太过陌生。PDP-8 的兼容性也没帮上什么忙，因为微型计算机市场非常新颖，大多数软件都是从头开发的。 ##### Intersil 6100 关键特性： - 低功耗 CMOS； - PDP-8 兼容性； - 12 位。 我们将以德州仪器和 TMS 9900 结束本文，正如我们开始的那样。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!LIE2!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2Fe0862659-cbfb-45f5-8c74-ea611b571877_1082x1080.jpeg) TMS 9900 出现在此列表中可能颇具争议。TMS 9900 被市场定位为 16 位处理器，但它出现在 8 位时代，实际上与 8 位设计竞争。尽管多出这八位，其性能通常仍不如其 8 位竞争对手。 TMS 9900 实际上是 TI-990 小型计算机的单芯片缩小版，也是德州仪器围绕单一架构构建一系列设计的战略的一部分。 凭借成功的计算器业务，德州仪器希望在这一增长中的家庭/个人电脑市场中占据一席之地是合乎情理的。因此，它利用 TMS 9900 创建了 TI 99/4。 [](https://substackcdn.com/image/fetch/$s_!SJll!,f_auto,q_auto:good,fl_progressive:steep/https%3A%2F%2Fsubstack-post-media.s3.amazonaws.com%2Fpublic%2Fimages%2Fd1500c1f-e84c-4bbc-bb37-dda976161f86_1620x1080.jpeg)TI 99/4 - By Tocchet22, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=87545215 TI99/4 及其继任者 TI 99/4A 既是巨大的成功，也是巨大的商业失败。引用维基百科的话： > 到 1982 年底，德州仪器主导了美国家用电脑市场，每天从位于德克萨斯州拉伯克的工厂发货 5,000 台电脑。到 1983 年，99/4A 的售价低于 100 美元，处于亏损状态。即使通过大幅折扣增加了用户群，德州仪器在 1983 年第三季度仍亏损 3.3 亿美元，并于 1983 年 10 月宣布停止生产 TI-99/4A。生产于 1984 年 3 月结束。 表面上看，德州仪器针对 TMS 9900 的策略具有吸引力。德州仪器拥有品牌、分销渠道和财务资源来确保其成功。但该设计的实施存在问题，德州仪器将整个项目搞得一团糟。 TMS 9900 和 TI 99/4 中有太多值得吸取的教训，它们真的值得写一篇后续文章。请持续关注！ ##### TMS 9900 关键特性 - 16 位； - 慢！ Ken Sheriff 关于 1795 的起源与设计。一如既往的精彩阅读！ http://www.righto.com/2015/05/the-texas-instruments-tmx-1795-first.html IEEE Spectrum 关于 TMS 9900 故事的精彩、详细的阐述。 https://spectrum.ieee.org/the-inside-story-of-texas-instruments-biggest-blunder-the-tms9900-microprocessor Bitsavers 上的 Mk-5065 数据手册 http://www.bitsavers.org/components/mostek/_dataBooks/1974_Mostek_Integrated_Circuit_Guide.pdf CPU Shack 上更多关于 RCA 1802 的信息。 https://www.cpushack.com/CPU/cpu2.html CPU World 上更多关于 Signetics 2650 的信息。 https://www.cpu-world.com/CPUs/2650/index.html https://www.cpu-world.com/Arch/6100.html 非常感谢支持 The Chip Letter！