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你玩过的世嘉游戏机 却不知它的摩托罗拉内芯

时间:2016-12-07 09:33:10
  • 来源:互联网
  • 作者:张三李四
  • 编辑:张三李四

68000的诞生

一款处理器的命运啊,当然要靠自我奋斗,但是也要考虑到历史的进程。6502是如此,68000也是如此。

6052以廉价和高性能取胜,又恰逢个人电脑的革命,还遇到了任天堂FC;而68000以同样的价格,同样的芯片体积,容纳的晶体管数量是英特尔8086的两倍,还恰逢世嘉为迎战FC而研制的MD。

1977年元旦,在6800与6502竞争失利之后,摩托罗拉公司任启动了名为“MACSS”(Motorola Advanced Computer System on Silicon,摩托罗拉硅晶高级计算机系统)的项目计划,开始开发下一代16位CPU,Tom Gunter被任命为这个项目的负责人。

6502是Mos科技依据6800架构开发出的CPU,以低廉的价格,优异的性能和更高的良品率迅速占领市场,打得摩托罗拉苦不堪言。

当时除开8位的6502,美国国家半导体公司已经率先推出了16位CPU,为了甩开对手,不让6502的悲剧重演,Gunter的团队决定绕过16位,直接推出16/32位混合型CPU。

这个决定让摩托罗拉的68000直到1979年才推出,次年上市。比英特尔公司的8086 CPU上市时间足足晚了两年多。

不过根据半导体界的摩尔定律,集成电路上可容纳的晶体管的数目每两年便会翻一番,性能也将提升一倍,而价格不变,86000的性能比8086更有优势。(顺便说一句,摩尔定律正是时任英特尔公司CEO的戈登·摩尔提出的)

68000采用3.5微米工艺制造,具有32位内部寄存器,但只能在16位数据总线上传送数据。速度有4、6、8、10MHz多种,最高支持16MB物理内存。

68000的应用

作为上世纪80年代初期最为先进的处理器,68000首先被应用于很多高端工作站中,到了80年代中期,又被用于个人电脑和打印机中的内置控制器芯片。随着技术的进步,68000在计算机市场渐被淘汰,但仍活跃于消费和嵌入式领域。

而在游戏行业,一些街机基板率先采用了68000 CPU,首先是雅达利公司,然后是世嘉公司的System 14、16、18、24、X Board、Y Board;Capcom公司的CPS1/CPS2和SNK公司的NEO GEO。

1985年,摩托罗拉又联合日本日立公司推出了使用CMOS技术的68HC000,68HC000的速度有8到20MHz多个版本,能耗也得到大幅下降。这块CPU,正是后来世嘉16位家用游戏主机MD上采用的那一块。

在处理器市场进入纯32位之后,68000开始被用作许多微控制器的内核。1991年,摩托罗拉推出独立处理器芯片MC68EC000,1994年的世嘉土星便使用了这款芯片。

到90年代中期,依据68000发展出来的龙珠处理器被运用于Palm等手持设备之上,这种情况一直到采用RISC架构的ARM处理器统治移动设备为止。

世嘉MD上的68000

下面来重点说说中国玩家熟悉的一台16位家用游戏主机——世嘉MD。1986年,世嘉家用主机Master System在日本市场不敌任天堂FC,只占据了5%不到的市场份额,世嘉急需一台新主机与FC竞争。

世嘉Master System是根据名为Mark III的主机重新设计的,为留住购买了Master System主机的那部分玩家,新主机必须要向下兼容Mark III的游戏,所以有“世嘉硬件之父”之称的,时任世嘉硬件负责人佐藤秀树把设计新主机的任务交给了Mark III设计负责人石川雅美。

世嘉硬件之父佐藤秀树,后来升任世嘉社长

世嘉MD设计师石川雅美

1987年,日本计算机巨头NEC公司发布PC Engine主机,PC Engine与FC一样都采用了6502 CPU。当时已经到了新主机设计过程的晚期,为了与任天堂和NEC竞争,佐藤秀树决定给世嘉新家用主机采用16位CPU。

因为世嘉成功的街机基板System 16采用了68000 CPU,为方便移植,新主机的CPU也采用68000是最佳方案。但与街机不同的是,家用机需要考虑成本。

当时一块68000 CPU在东京秋叶原电子市场上的售价高达21000日元,这么高的售价是无法应用到家用机当中的。要知道,FC的定价也才14800日元。

于是佐藤秀树亲自从日本飞往美国,去与摩托罗拉商谈,承诺一次性购入30万块,希望单块售价降低到2100日元。一般看来,这是一个不可思议的想法,更不可思议的是,摩托罗拉居然同意了。

也许是摩托罗拉看到了6502在FC上的成功应用,也许是摩尔定律起作用了。不管怎样,佐藤秀树能够在新主机上采用68000了。

佐藤秀树的这个拍板改变了世嘉在家用主机市场上的命运。由于已经有在街机基板上成功运用的先例,使用68000 CPU,可以使世嘉在游戏上充分利用编程资源,同时在硬件、总线组件、软件和编码上也能轻松处理和应对。

为更好的兼容System 16基板,新主机也采用了一块Zilog公司的Z80 CPU作为次CPU,专门负责处理声音,以减轻68000的负担。Z80和6502是同时代的产品,基于英特尔公司的8080 CPU研发。

1988年,日本一本游戏杂志曝光了这台名为“Mark V”的主机,这也是中国玩家称这台主机为“世嘉五代”的由来。但世嘉高层觉得这个名字不够响亮,于是在公司内部征求命名,在否决了300多个建议之后,世嘉最后决定将新主机命名为“Mega Drive”(MD)。

1988年10月29日,世嘉MD在日本发售,第一年卖出了40万台。并于次年登陆北美,1990年登陆欧洲。

虽然在日本市场,世嘉MD仍然不敌任天堂FC和NEC PC Engine,但在欧洲却成为了最受欢迎的家用游戏主机。截至1997年停产,世嘉共卖出3000万台MD,是世嘉公司历史上销量最高的游戏主机。

在韩国,三星公司成为世嘉MD的代理商,并生产了MD的兼容机;在巴西,世嘉MD成为最热门的游戏主机,而且这股浪潮延续至今。代理商Tec Toy甚至从世嘉公司取得授权,将于2017年推出新版的MD兼容机。

除开世嘉MD,还有一台家用游戏主机采用了68000作为主CPU,就是SNK公司的NEO GEO,该主机为了和自家公司的同名街机基板兼容,因而采用了同一款CPU。

SNK公司NEO GEO家用机采用了与世嘉MD类似的硬件配置,图中这块68HC000由日本东芝公司制造,制造日期为1991年第二周

到了90年代,尽管街机游戏开始使用更加强大的CPU,68000仍被用作声音控制器。世嘉1994年推出的32位家用主机土星也采用了68000作为声音控制器。

世嘉32位家用游戏主机土星的主板,采用了MC68EC000充当声音处理芯片,可以看到图上这块芯片是1996年第19周的产品

写在最后

1996年,摩托罗拉停产68000,但68000架构仍继续发展。如之后的68328龙珠处理器,就被用于手持设备Palm之上。

2004年,摩托罗拉将半导体部门剥离成立飞思卡尔,2015年,飞思卡尔并入由荷兰皇家飞利浦公司剥离出来的恩智浦半导体公司。

现在,恩智浦仍在制造生产68000架构的产品,68000家族产品仍被广泛运用于网络和监控设备、工业制造、实验室与医疗设备等,服务人们的工作与生活。

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