MOS 6502: differenze tra le versioni

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Il '''MOS 6502''' è un [[microprocessore]] a [[8 bit]] presentato da [[MOS Technology]] nel settembre del [[1975]]. Quando il MOS 6502 fu messo in vendita, ad un prezzo di 25 dollari,<ref name="commons.wikimedia.org">{{Cita pubblicazione | titolo = MOS 6502 the second of a low cost high performance microprocessor family | rivista = Computer | volume = 8 | numero = 9 | pp = 38–39 | editore = IEEE Computer Society | data = settembre 1975 | url = http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MOS_6501_6502_Ad_Sept_1975.jpg | id=DOI 10.1109/C-M.1975.219074 }}</ref> era la più economica [[CPU]] disponibile sul mercato, costando meno di un sesto dei modelli concorrenti: ad esempio, il [[Motorola 6800]] era venduto a $ 175.<ref>{{Cita pubblicazione | autore = Motorola | titolo = All this and unbundled $69 microprocessor | rivista = Electronics | volume = 48 | numero = 22 | p = 11 | editore = McGraw-Hill | data = 30 ottobre 1975 | url = http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Motorola_MC6800_microprocessor_ad_1975.jpg}}</ref> Nonostante ciò, era più veloce della maggior parte di essi, ed assieme allo [[Zilog Z80]] venne usato in molti prodotti commercializzati tra la fine degli [[anni 1970|anni settanta]] ed i primi [[anni 1980|anni ottanta]], come [[videogioco arcade|giochi arcade]] e [[console (videogiochi)|console domestiche]], [[personal computer|personal]] ed [[home computer]], quali l'[[Apple II]] ed il [[Commodore VIC-20]].<ref name="longley">{{cita|Longley, Shain|p. 147|longley}}.{{Citazione|Fino a poco tempo fa le macchine ad 8 bit furono dominate da 2 microprocessori: lo Z80 ed il 6502.||Until recently 8 bit machines were dominated by two microprocessors — the Z80 and the 6502|lingua=en}}</ref>
 
Il MOS 6502 venne prodotto su licenza da molte ditte, fra cui [[Rockwell International]] e [[Synertek]]. Oggi è ancora prodotto come processore per [[sistemi embedded]] da [[Western Design Center]], una società fondata da [[Bill Mensch]], uno dei progettisti del chip originale.
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===Origini in Motorola===
[[File:BreakNES MOS 6502.jpg|thumb|Die del MOS 6502]]
Il MOS 6502 fu progettato dallo stesso gruppo che aveva sviluppato il [[MOS 6501]] e che comprendeva diversi degli ingegneri che avevano lavorato sul [[Motorola 6800]], tra cui [[Chuck Peddle]] e [[Bill Mensch]], usciti in massa da [[Motorola]] nel [[1974]].<ref name = "Bagnall 2006">{{Cita libro | cognome = Bagnall | nome = Brian | titolo = On the Edge: The Spectacular Rise And Fall of Commodore | editore = Variant Press | anno = 2006 |città= Winnipeg, Manitoba | pagine = 9–12 | capitolo=1 e 2 | isbn = 0-9738649-0-7 }}</ref>
 
Peddle aveva promosso commercialmente il 6800 ed aveva visitato molti potenziali clienti per presentare il microprocessore, pensato per un impiego in sistemi embedded. Nonostante le favorevoli impressioni, il processore non vendeva come previsto perché il prezzo di lancio, superiore ai $ 300, era considerato eccessivamente alto: molti clienti consideravano equo un prezzo di $ 25 a chip. Peddle propose perciò a Motorola di sviluppare una versione depotenziata del 6800 da poter vendere a quel prezzo, ma la dirigenza non accolse il suo suggerimento.<ref>{{cita web|url=http://www.computerhistory.org/collections/accession/102702020|titolo="Motorola 6800 Oral History"|anno=2008|pagine=pag.18|editore=ComputerHistory.org}}</ref><ref name="Matthews">{{cita web|autore=Ian Matthews|url=http://www.commodore.ca/history/company/mos/mos_technology.htm|titolo="The Rise of MOS Technology & The 6502"|data=26 giugno 2006|accesso=6 febbraio 2011|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20181004202006/https://www.commodore.ca/history/company/mos/mos_technology.htm|dataarchivio=4 ottobre 2018|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{cita pubblicazione|autore=Robert Sugarman|url=http://www.commodore.ca/gallery/magazines/misc/mos_605x_team_eetimes_august_1975.pdf|titolo="Does the Country Need A Good $20 Microprocessor?"|rivista=''Electronic Engineering Times''|data=25 agosto 1975|p=25}}</ref>
 
Nonostante il disinteresse dei vertici societari, Peddle iniziò per proprio conto a lavorare a quell'idea. Il nuovo processore era simile al 6800: come questo usava pochi [[Registro (informatica)|registri]] ma aveva un solo [[Accumulatore (informatica)|accumulatore]]. Rispetto al 6800, il 6502 introduceva diversi nuovi modi di indirizzamento, permettendo di utilizzare i suoi registri indice e lo stack in maniera molto efficiente: ad esempio, con lo stack era possibile accedere alle celle di memoria poste nell'intervallo di indirizzo 256-511 (esadecimale: $100-$1FF), mentre alcune istruzioni potevano accedere direttamente alle celle di memoria nell'intervallo 0-255 (esadecimale: $00-$FF), la cosiddetta "''pagina zero''", utilizzando 1 solo byte come indirizzo.<ref>{{cita web|url=http://www.cpushack.com/CPU/cpu1.html|titolo=Section One: Before the Great Dark Cloud - Part V: The 650x, Another Direction (1975)...|editore=CPU Shack|accesso=25 settembre 2015|lingua=en}}{{citazione|A differenza dell'[Intel]8080 e dei chip simili, il 6502 (ed il 6800) aveva molti pochi registri. Era un processore ad 8 bit, con un bus indirizzi a 16 bit. Al suo interno c'era un registro per i dati ad 8 bit, 2 registri indice ad 8 bit ed un puntatore allo stack ad 8 bit (lo stack era preimpostato dall'indirizzo 256 (esad. $100) a 511 ($1FF)). Usava questi registri indice e lo stack efficacemente, con più modalità di indirizzamento, inclusa una modalità pagina zero che accedeva gli [[indirizzi di memoria]] da 0 a 255 ($FF) con un indirizzo ad 8 bit che veloceizzava le operazioni (non doveva caricare un secondo byte per l'indirizzo).|CPU Shack|Unlike the 8080 and its kind, the 6502 (and 6800) had very few registers. It was an 8 bit processor, with 16 bit address bus. Inside was one 8 bit data register, two 8 bit index registers, and an 8 bit stack pointer (stack was preset from address 256 ($100 hex) to 511 ($1FF)). It used these index and stack registers effectively, with more addressing modes, including a fast zero-page mode that accessed memory addresses from address 0 to 255 ($FF) with an 8-bit address that speeded operations (it didn't have to fetch a second byte for the address). |lingua=en}}</ref> Il nuovo chip era inoltre capace di eseguire calcoli in aritmetica [[Binary-coded decimal|BCD]] (''Binary-coded decimal'')<ref name=bcd>{{cita web|url=http://www.6502.org/tutorials/decimal_mode.html|titolo=Decimal Mode|editore=6502.org|accesso=25 settembre 2015|lingua=en}}</ref> ed aveva un generatore di [[clock]] interno.<ref name=datasheet>{{cita pubblicazione|editore=Commodore Semiconductor Group|titolo=6500 microprocessors|accesso=25 settembre 2015|lingua=en}}</ref>
 
Nonostante la disapprovazione dei vertici di Motorola, il gruppo guidato da Peddle continuava a lavorare sul progetto, cominciando a maturare nel contempo malcontento per l'assenza di supporto che ricevevano. Alla fine, la dirigenza decise di fermare lo sviluppo del nuovo chip: come risposta, Peddle e molti dei suoi colleghi lasciarono Motorola alla ricerca di una società che fosse stata interessata a produrre tale chip.<ref name=Matthews/>
 
===Gli sviluppatori del 6800 passano in MOS Technology===
Peddle prese contatti con [[MOS Technology]], all'epoca una piccola azienda produttrice di circuiti integrati, fondata da [[Allen-Bradley]] per produrre processori per calcolatrici elettroniche per conto di [[Texas Instruments]], ma che si era poi dedicata anche alla produzione di altri tipi di chip quando quest'ultima, per ridurre i costi dei suoi prodotti, aveva iniziato a prodursi in proprio gli integrati. Uno dei prodotti più diffusi di MOS Technology era una replica su un singolo chip del popolare gioco [[Pong]]. Nel mese di agosto del 1974 Peddle ed altri 7 ingegneri Motorola entrarono a lavorare presso MOS Technology: [[Bill Mensch]], Harry Bawcum, Ray Hirt, Terry Holdt, Mike James, Will Mathis e Rod Orgill.<ref name = "Bagnall 2006"/>
 
Peddle ed il suo gruppo terminarono lo sviluppo della loro idea che prese corpo in 2 nuovi microprocessori che erano compatibili con i chip periferici di Motorola: il [[MOS 6501]], progettato da Rod Orgill, che poteva essere inserito negli zoccoli del 6800 perché compatibile a livello di [[piedinatura]] con quest'ultimo, ed il MOS 6502, progettato da Bill Mensch, simile al precedente ma con una piedinatura differente ed un circuito generatore di clock integrato. Questi chip non potevano eseguire i programmi scritti per il 6800 perché avevano un'architettura ed un insieme di istruzioni differenti.
 
I nuovi processori furono largamente pubblicizzati su diverse riviste del settore: un annuncio apparve sul numero di luglio di ''Electronics''<ref name = "Electronics July 24 1975">{{Cita pubblicazione | titolo = Microprocessor line offers 4, 8,16 bits | rivista = Electronics | volume = 48 | numero = 15 | p = 118 | editore = McGraw-Hill |città= New York | data = 24 luglio 1975}}</ref>, un altro su quello di agosto di ''EE Times'',<ref name = "6502 EE Times 1975">{{Cita pubblicazione | cognome = Sugarman | nome = Robert | titolo = Does the Country Need A Good $20 Microprocessor? | rivista = EE Times | p = 25 | editore = CMP Publications |città= Manhasset, New York | data = 25 agosto 1975 | url = http://www.commodore.ca/gallery/magazines/misc/mos_605x_team_eetimes_august_1975.pdf}}</ref>; seguirono poi altri annunci su ''EDN'' (20/09/1975), ''Electronic News'' (03/11/1975) e ''Byte'' (novembre 1975). Annunci del 6501 apparvero in diverse pubblicazioni durante il mese di agosto del 1975: MOS Technology annunciava la presentazione del chip alla fiera dell'elettronica WESCON di [[San Francisco]], che si sarebbe tenuta dal 16 al 19 settembre del 1975, dove sarebbe stato possibile acquistare il microprocessore a $ 25.<ref name = "Electronics Aug 7 1975">{{Cita pubblicazione | titolo = MOS 6501 Microprocessor beats 'em all | rivista = Electronics | volume = 48 | numero = 16 | pp = 60–61 | editore = McGraw-Hill |città= New York | data = 7 agosto 1975}}</ref> Nel mese di settembre gli annunci riguardavano anche il 6502, che veniva annunciato disponibile sempre durante il WESCON a $ 25 mentre il 6501 veniva riprezzato a $ 20.<ref>{{Cita pubblicazione | titolo name= MOS 6502 the second of a low cost high performance microprocessor family | rivista = Computer | volume = 8 | numero = 9 | pp = 38–39 | editore = IEEE Computer Society | data = settembre 1975 | url = http://"commons.wikimedia.org/wiki/File:MOS_6501_6502_Ad_Sept_1975.jpg" | id=DOI 10.1109/C-M.1975.219074 }}</ref>
 
===La presentazione del 6502===
[[File:MOS 6501 6502 Ad Sept 1975.jpg|thumb|Pubblicità dei MOS 6501 e 6502.]]
Al WESCON il 6502 fu prezzato a $ 25. MOS Technology aveva uno [[stand]] con un grosso contenitore pieno di chip. Dato che non era riuscita a portare un numero sufficiente di esemplari funzionanti, decise di riempire il contenitore con i chip difettosi e mettere quelli funzionanti in cima, dando così l'impressione che i propri stabilimenti fossero già in grado di reggere una produzione in quantitativi industriali.<ref name="Bagnall">{{cita libro|autore=Brian Bagnall|titolo="On the Edge: The Spectacular Rise and Fall of Commodore"|editore=Variant Press|anno=2005|p=24}}</ref> Nella stessa fiera il 6800 e l'[[Intel 8080]] erano in vendita a $ 179.<ref name = "James Ad">{{cita pubblicazione | autore = James | titolo = "James Advertisement" | rivista = Popular Electronics | volume = 8 | numero = 3 | p = 107 | data = settembre 1975}}{{Citazione|James è adesso Jameco Electronics. La CPU 8080 era a $ 149,95, la CPU 8008 era a $ 29,95. Un chip di RAM statica 2102 da 1 Kbit era a $ 4,95. Il loro prezzo per l'8080A era $ 37,95 nel numero di giugno del 1976.||James is now Jameco Electronics. The 8080 CPU was $149.95, the 8008 CPU was 29.95. A 2102 1K bit static RAM was $4.95. Their price for a 8080A CPU was 37.95 in the June 1976 issue.|lingua=en}}</ref> All'inizio le persone pensarono che il prezzo del 6502 fosse sbagliato o ci fosse dietro un imbroglio ma durante lo svolgimento della fiera esse videro che sia Motorola che Intel abbassarono il prezzo dei loro chip a $ 69.<ref>{{Cita pubblicazione | autore = Motorola | titolo = "All this and unbundled $69 microprocessor" | rivista = Electronics | volume = 48 | numero = 22 | p = 11 | editore = McGraw-Hill | data = 30 ottobre 1975 | url = http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Motorola_MC6800_microprocessor_ad_1975.jpg}}{{Citazione|Il prezzo per un singolo MC6800 fu ridotto da $ 179 a $ 69. Il precedente prezzo per quantitativi da 50 a 99 chip era di $ 125 cad.||The quantity one price for the MC6800 was reduced from $179 to $69. The previous price for 50 to 99 units was $125.|lingua=en}}</ref><ref name = "Digi-Key Ad">{{cita pubblicazione | autore = Digi-Key | titolo = Pubblicità di Digi-Key | rivista = Popular Electronics | volume = 8 | numero = 6 | p = 124 |data = dicembre 1975}}{{Citazione|La CPU 8080A era a $ 69,50. Un chip di RAM statica 2102 da 1 Kbit era a $ 3,50. Il prezzo di Digi-Key per un 8080A era di $ 34,95 nel numero di giugno del 1976.||The 8080A CPU was $69.50. A 2102 1K bit static RAM was $3.50. Digi-Key's price for a 8080A was $34.95 in the June 1976 issue.|lingua=en}}</ref>
 
Questa riduzione dei prezzi legittimò il 6502, che cominciò ad essere venduto a centinaia di unità.<ref name=Bagnall />
 
===Motorola fa causa a MOS Technology===
Dopo il WESCON MOS Technology fu [[atto di citazione|citata]] nel mese di novembre del 1975 da Motorola:<ref name = "MD Dec 1975 6502 Law Suit">{{Cita pubblicazione | titolo = Motorola Sues MOS Technology | rivista = Microcomputer Digest | volume = 2 | numero = 6 | p = 11 | editore = Microcomputer Associates |città= Cupertino CA | data = dicembre 1975 | url = http://www.bitsavers.org/pdf/microcomputerAssociates/Microcomputer_Digest_v02n06_Dec75.pdf}}</ref> quest'ultima affermava infatti che i suoi 8 ex-dipendenti avevano utilizzato informazioni tecniche sviluppate presso i propri uffici per progettare i microprocessori 6501 e 6502. Ricevuta la citazione il finanziatore di MOS Technology, [[Allen-Bradley]], considerando anche che l'altro settore di interesse di MOS Technology, i chip per calcolatrici, non andava bene a causa di una guerra dei prezzi intentata da Texas Instruments contro gli altri produttori, decise di limitare le possibili perdite e cedette le proprie quote ai fondatori della società.<ref name = "Bagnall 2006"/>
 
La causa si risolse nel mese di maggio del [[1976]] con MOS Technology che decise di eliminare il chip 6501 che poteva essere montato negli zoccoli del 6800 e di acquistare le licenze dei chip periferici di Motorola.<ref name = "MD May 1976 6501 dropped">{{Cita pubblicazione | titolo = MOS Technology Drops 6501 | rivista = Microcomputer Digest | volume = 2 | numero = 11 | p = 4 | editore = Microcomputer Associates |città= Cupertino CA | data = maggio 1976 | url = http://www.bitsavers.org/pdf/microcomputerAssociates/Microcomputer_Digest_v02n11_May76.pdf}}</ref><ref name = "SCCS May 1976 6501">{{Cita pubblicazione | cognome = Teener | nome = Mike | titolo = Politics and Intrigue | rivista = SCCS Interface | volume = 1 | numero = 6 | p = 58 | editore = Southern California Computer Society |città= Los Angeles | data = maggio 1976}}{{Citazione|Così Motorola ha citato ed ha recentemente vinto una causa senza passare dai tribunali che ha visto MOS Technology pagare $ 200.000 e terminare la produzione del 6501.||So Motorola sued and just recently won an out-of-court settlement that has MOS Technology paying $200,000 and stopping production on the 6501.|lingua=en}}</ref>
 
===Il MOS KIM-1===
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* ''indirect,x'', "indiretta,x", e ''indirect,y'', "indiretta,y" (2 byte)
* ''immediate'', "immediata" (2 byte)
 
La modalità assoluta è una modalità di uso generico: le istruzioni di salto usano un indirizzo ad 8 bit con segno nell'intervallo -128 / +127, indicando quindi un indirizzo fino a 128 byte prima o 127 byte dopo l'istruzione di indirizzamento (che si traduce nell'intervallo -126 / +129 rispetto alla cella di inizio dell'istruzione di salto). La modalità accumulatore usa invece l'accumulatore come un indirizzo effettivo e non richiede nessun dato come operando. La modalità immediata usa un operando letterale ad 8 bit.
 
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==Simulatori==
Un simulatore funzionante del 6502 è stato realizzato in JavaScript dal gruppo visual6502.org utilizzando la tecnica del reverse engeneering. Infatti gli schemi tecnici originali della MOS sono stati scritti a mano e andati perduti. Il gruppo diretto da Michael Steil è riuscito nell'intento ricavando delle immagini ad alta definizione dei vari strati del processore mediante acidi e fotografando gli stessi mediante micro fotografia. Il tutto è stato presentato alla ventisettesima edizione del [[Chaos Communication Congress]] a Berlino.<ref>{{Cita web|url=http://visual6502.org/images/6502/index.html|titolo=6502 Images|sito=visual6502.org|accesso=2017-11-28}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://ccc.de/en/home|titolo=CCC {{!}} Home|sito=ccc.de|lingua=en|accesso=2017-11-28}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|cognome=Christiaan008|data=2011-01-10|titolo=27c3: Reverse Engineering the MOS 6502 CPU (en)|accesso=2017-11-28|url=https://www.youtube.com/watch?v=fWqBmmPQP40}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://visual6502.org/JSSim/index.html|titolo=Visual 6502 in JavaScript|sito=visual6502.org|accesso=2017-11-28}}</ref>
 
==Il 6502 nella cultura di massa==