PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Компьютер «Apple II» был построен на базе недорогого микропроцессора 6502 производства компании MOS Technology. Разработчиком этого процессора (и одним из основателей компании) был Чак Педцл (Chuck Peddle), ранее служивший в компании Motorola и отвечавший там за разработку процессора 6800. Неудивительно, что микропроцессор 6502 до боли напоминал это предыдущее детище Чака. Компания Motorola даже подала в суд с требованием запретить продажу микропроцессора 6501, тем более что его цоколевка полностью совпадала с цоколевкой их процессора 6800. Вплоть до конца 70-х годов микропроцессор 6502 оставался одним из основных игроков на рынке ПК, будучи, помимо всего прочего, «сердцем» таких известных в то время компьютеров, как «ВВС Micro»[63] и «Commodore PET»[64].

Основным фактором, реально повлиявшим на популярность компьютера «Apple II», было наличие у последнего пакета программ «VisiCalc» для работы с электронными таблицами. Когда бизнес-сообщество осознало, что ПК — это не просто игрушка и что с его помощью можно решать «реальные» задачи, объем продаж этих компьютеров резко подскочил. То же самое произошло и с компьютерами IBM PC. Этот ПК, представленный компанией IBM в 1981 году, был построен на базе микропроцессора 8088, работавшего на частоте 4.77 МГц. В компьютере имелось ОЗУ объемом 128 Кбайт, два дисковода для дискет объемом 360 Кбайт и монохромный дисплей, работавший в текстовом режиме. В качестве операционной системы в нем использовалась ОС PC/MS-DOS версии 1.0 компании Microsoft. В комплекте с ней поставлялся пакет программ для обработки электронных таблиц «Lotus 1-2-3».

Уровень развития технологии изготовления кремниевых СБИС, достигнутый к концу 70-х, сделал возможным размещение на одном кристалле нескольких десятков и даже сотен тысяч транзисторов. И сразу же перед разработчиками микропроцессоров встал вопрос: каким образом использовать эту возможность? Наиболее очевидным и, соответственно, наиболее популярным направлением совершенствования микроконтроллеров было увеличение разрядности АЛУ и емкости шин/памяти. По этому пути, в частности, пошла компания Intel, выпустив в 1978 году микропроцессор 8086 (16-битный вариант микропроцессора 8085[65]), имевший в своем составе 29 000 транзисторов.

При его разработке особое внимание было уделено программной и аппаратной совместимости с его 8-битным предшественником. С коммерческой точки зрения это было очень мудрым решением, поскольку позволяло удержать многочисленных потребителей процессора 8085 от перехода к изделиям конкурентов. В то же время это решение было весьма неоднозначным с технической точки зрения. Так или иначе, но выпуск этого микропроцессора оказался несколько преждевременным, поэтому в оригинальных компьютерах IBM PC компании IBM использовалась модифицированная версия 8086 — процессор 8088, имевший урезанную 8-битную шину данных и 20-битную шину адреса[66].

В 1979 году компания Motorola представила свой вариант 16-битного микропроцессора, получившего название 68000, а также его модификацию 68008 с 8-битной шиной данных. Однако внутренняя организация всех этих микропроцессоров была 32-битной, за счет чего удалось обеспечить их совместимость с более поздними моделями, вплоть до выпущенного в 1995 году микропроцессора 68060, а также RISC-процессора ColdFire, появившегося в 1997 году. Микропроцессоры семейства 68000 представляли собой совершенно новую разработку и технически были более прогрессивными по сравнению со своими конкурентами семейства 80x86.

Компания Apple решила использовать процессор 68000 в своих новых ПК «Macintosh». Однако, несмотря на все преимущества этого процессора, объем продаж компьютеров Apple Mac составил менее 5 % от объема продаж IBM PC. Гораздо больших успехов компания Motorola добилась на рынке микропроцессоров для встраиваемых систем — начиная от яйцеварок и заканчивая системами управления самолетов. Конечно же, микропроцессоры изначально были разработаны именно для этой области, поэтому количество микропроцессоров, проданных для использования во встраиваемых системах, более чем на порядок превысило количество, проданное для нужд компьютерного рынка.

В таких устройствах микропроцессор «спрятан» в недрах системы вместе с памятью и различными интерфейсными схемами ввода/вывода. То есть он выступает в роли центрального контроллера, управляя системой в соответствии с программой, зашитой в его памяти программ. Ежегодно для использования во встраиваемых системах продается свыше 3.5 млрд микропроцессоров и сопутствующих микросхем, что составляет более 95 % всего рынка микропроцессоров.