Die Entwicklung der Hardware - Die Geschichte der Rechenautomaten - page 40

Intel-Prozessoren, in den von IBM Anfang der 1980er-Jahre
erfolgreich auf dem Markt gebrachten PCs, drängte Motorola
von der Führungsposition ab. Architektonisch hoben sich
Motorola-CPUs und deren Verwandte deutlich von denen aus
dem Intel-Lager ab. Auffällig war zum Beispiel der lineare Ad-
ressbereich, der ohne eine Segment-Offset-Adressierung aus-
kam und somit leichter in Assemblercode zu programmieren
war und der bei der Busanbindung weniger Aufwand machte.
Während Intel lange Zeit einen multiplexen Adress-/Datenbus
verwendete, bei dem nacheinander Adressbus und Datenbus
auf den gleichen Leitungen der CPU angelegt wurden, trennte
Motorola den externen Adress- und Datenbus vollständig.
Relativ erfolgreich war der Motorola 6800 (M6800). Er
war ein 8-Bit-Prozessor aus dem Jahre 1974 mit 78 Instruk-
tionen und 1 oder 2 MHz Taktrate. Er verfügte über einen
16 Bit breiten Adressbus und konnte somit bis zu 64 KB
Speicher adressieren. Es war einer der ersten Mikropro-
zessoren mit einem Indexregister. Er wurde nur in einigen
Heimcomputern wie dem SWTPC 6800 und dem Altair 680
von MITS verbaut. In der ersten Generation elektronischer
Flippergeräte von den großen Herstellern Bally und Wil-
liams wurde der 6800 in allen Geräten verwendet und wurde
bei Bally erst 1985 vom 6803 abgelöst. In einigen kom-
merziellen Videospielen war der 6800 bis Mitte der 80er
ebenfalls zu inden.
Am erfolgreichsten war jedoch die Entwicklung der
68000-Prozessor-Famile. Die Serie begann 1979 mit dem
Motorola 68000 . Er besaß intern 32-Bit-Register, einen mit
32-Bit adressierten linearen Adressraum, eine 16-Bit-ALU
sowie einen 16-Bit-Datenbus. Nach außen hatte er nur 24 Ad-
ressleitungen, real benutzbar waren also nicht 4 GB, sondern
nur 16 MB Speicher. Die Bezeichnung 68000 kommt laut
einer modernen Legende von der Anzahl Transistoren, die
der Prozessor besitzt. Tatsächlich ist es jedoch die logische
Fortsetzung der Typbezeichnung der älteren 8-Bit-Motorola-
Prozessorfamilie Motorola 6800.
Der Motorola 68008 war eine Version des 68000 mit ei-
nem 8 Bit breiten Daten- und einem 20 Bit breiten Adressbus.
Neben ihrer Verwendung als Hauptprozessor, beispielsweise
im Sinclair QL , wurde diese CPU gerne als Controller in der
Steuerungstechnik eingesetzt.
Wenig erfolgreich war der Motorola 68010 , der einige
Fehler des 68000 behob. Speziell wurde der Umgang mit
Speicherzugriffsfehlern verbessert, was zur ordentlichen
Unterstützung einer MMU notwendig war. Außerdem erhielt
die Pipeline einen speziellen Modus, der kurze Schleifen aus
zwei Befehlen deutlich beschleunigte, indem diese ohne wie-
derholtes Lesen der Befehle ausgeführt wurden. Der Moto-
rola 68012 war eine Variante des 68010 bei dem zusätzliche
Adressleitungen die Adressierung von bis zu 2 GB Speicher
erlaubten.
Mit dem Motorola 68020 wurde der Prozessor komplett
auf 32-Bit umgestellt, verfügte erstmals über einen Cache

für Instruktionen (Größe: 256 Byte) und konnte problemlos
mit der FPU 68881 bzw. 68882 oder der MMU 68851 ein-
gesetzt werden. Der Motorola 68030 erhielt eine integrierte
programmierbare MMU, mit deren Hilfe virtuelle Speicher-
verwaltung möglich wurde und getrennte Cachespeicher für
Daten (256 Bytes) und Befehle (256 Bytes). Dem 68EC030
oder 68EC040 fehlte die interne MMU.
Die FPU wurde mit dem Motorola 68040 auf dem Chip in-
tegriert sowie der Level-1-Cache auf 4 KB vergrößert. Durch
interne Taktverdoppelung brachte ein 68040 mit 25 MHz
etwa die Integer-Rechenleistung eines mit 50 MHz getakteten
68030. Beim 68LC040 fehlte jedoch die FPU oder war wegen
eines Defekts abgeschaltet.
Der Motorola 68060 bot eine deutliche Leistungsver-
besserung gegenüber dem 68040; er ließ Taktfrequenzen
von bis zu 75 MHz zu (erhältlich waren meist aber Taktfre-
quenzen von 50 MHz) und konnte dank „SuperScalar“ bis
zu zwei Integerinstruktionen pro Takt ausführen. Er wurde
aber hauptsächlich für eingebettete Anwendungen einge-
setzt, da die Prozessoren von Intel aufgrund der wesentlich
größeren Stückzahlen sehr viel günstiger waren. Außer in
einigen erweiterten Amiga-Computern und als eingebettetes
System fand der Motorola 68060 praktisch keine Anwen-
dung mehr.
Weitgehend vergessen sind heute die Graikprozessoren
von Motorola aus den 1980er-Jahren, obwohl sie weit ver-
breitet waren. Der Motorola 6845 war Herzstück der Stan-
dard-IBM-Graikkarten MDA und CGA sowie der HGC von
Hercules. Auch im Schneider/Amstrad-Homecomputer CPC
sowie der Commodore-8000er-Serie tat er seinen Dienst. Sein
Befehlssatz ist heute noch als Untermenge in aktuellen Gra-
ikprozessoren auch anderer Hersteller enthalten ( Abb. 1.69 ).

1.6 Personal Computer

1.6.1 Die Anfänge

In vielen Quellen wird der Altair 8800 als der erste PC aufge-
führt. Allerdings ist diese Aussage nicht korrekt. Eine Proble-
matik liegt darin, dass der Begriff des „Personal Computers
(PC)“ nicht exakt deiniert werden kann. Betrachtet man die
üblichen Deinitionen, so wird ein Personal Computer als ein
Computer bezeichnet, der einem Benutzer alleine zur Verfü-
gung steht, frei programmierbar ist und auf einem Arbeits-
platz installiert werden kann. Da diese Deinition nicht sehr
exakt ist, lässt sich die Geburtsstunde des Personal Compu-
ters, bzw. Heimcomputers, wie er früher auch genannt wurde,
nicht genau bestimmen.
Es spricht jedoch vieles dafür, dass der im Jahre 1949 vor-
gestellt Relaisrechner Simon ( Abb. 1.70 ) der erste digitale,
programmierbare Computer für den Hausgebrauch war. Si-
mon war ein Projekt von Edmund Berkeley , das er in einer