MOS Technology 6502 8-bittinen mikroprosessori historia, käyttö ja vaikutus

MOS Technology 6502 on MOS Technologyn vuonna 1975 kehittämä 8-bittinen mikroprosessori. Se nousi nopeasti suosioon erityisesti siksi, että sen valmistuskustannukset ja myyntihinta olivat huomattavasti kilpailijoita alhaisemmat, mikä mahdollisti edullisten kotitietokoneiden ja pelilaitteiden markkinoille tulemisen. Western Design Center (WDC) valmistaa tätä arkkitehtuuria yhä nykyaikaisena CMOS-pohjaisena versiona nimellä 65C02.

Historia ja kehitys

6502 suunniteltiin joukolla aiemman sukupolven mikroprosessoreita tuntevia insinöörejä, joihin kuuluivat muun muassa Chuck Peddle ja Bill Mensch. He lähtivät kehittämään edullista ja tehokasta vaihtoehtoa tuon ajan kalliimmille prosessoreille. Alkuperäinen 6502 toteutettiin NMOS-tekniikalla ja se tuotiin markkinoille hyvin kilpailukykyiseen hintaan — tämä hinta-etu vaikutti ratkaisevasti mikroprosessorin laajaan leviämiseen kotitalous- ja viihdeelektroniikassa.

Tekniset tiedot ja ominaisuudet

8-bittinen dataväylä ja 16-bittinen osoiteväylä (osoiteavaruus 64 KB).
Sisältää akkumulaattorin (A), kaksi indeksirekisteriä (X ja Y), 8-bittisen tilarekisterin (status), 16-bittisen ohjelmalaskurin (PC) ja 8-bittisen pinopäätteen (stack pointer, sivu 0x0100).
Useita osoitusmuotoja: nollasivu (zero page), välillinen indeksoitu (indexed indirect), välillinen (indirect) ja muita, jotka antoivat tehokkuutta 8-bittisessä ympäristössä.
Virheenkäsittelylinjat kuten NMI ja IRQ sekä BCD/decimal-tila (ajettavissa erikseen).
Virallisessa opetusjoukossa on noin 56 käskyä, mutta prosessorissa on myös useita ns. dokumentoimattomia (illegal/undocumented) opkoodeja joita taitavat ohjelmoijat hyödynsivät.

Käyttö ja variantit

6502 ja sen johdannaiset löytyvät monista 1970- ja 1980-lukujen koti- ja pelilaitteista. Merkittäviä esimerkkejä ovat:

Atari 2600 (käytti pienempää 6502-varianttia, 6507:a)
Atari XL -sarja
BBC Micro
Commodore 64 (käytti MOS 6510 -varianttia)
Nintendo Entertainment System (käytti Ricohin 6502-pohjaista prosessoria, josta oli poistettu BCD-tuki)
Apple II -perhe (Apple käyttää 6502- ja sen variantteja)

Erilaisia versioita tehtiin myös teltuille ja sulautetuille sovelluksille: 6507, 6510, 65C02 (CMOS-päivitys) ja muun muassa WDC:n ylläpitämät modernisoidut versiot tarjoavat parempaa sähköistä ominaisuutta ja laajempaa kellotaajuusvalikoimaa.

Vaikutus ja perintö

6502:n edullisuus ja yksinkertainen mutta tehokas arkkitehtuuri tekivät siitä keskeisen komponentin henkilökohtaisten tietokoneiden ja pelikonsoleiden leviämisessä. Se madalsi kustannuskynnystä ja mahdollisti laajan harrastelijayhteisön syntymisen, joka puolestaan edisti ohjelmoinnin ja pelikehityksen kulttuuria. 6502:n vaikutus näkyy myös siinä, että sen opetusjoukkoa ja osoitusmalleja opetellaan edelleen retrosovelluksissa, emulaattoreissa ja FPGA-implementaatioissa.

Nykytilanne ja harrastajaikä

Vaikka modernit mikroprosessorit ovat teknisesti aivan eri tasoa, 6502-arkkitehtuuri elää vahvasti retroharrastuksessa — emulaattoreina, korjauksina vanhoihin laitteisiin, uusina pienoiskopiovalmistuksina ja FPGA-ytiminä. WDC:n 65C02 tarjoaa yhteensopivuuden historiallisten ohjelmistojen kanssa ja samalla parannuksia sähkönkulutukseen ja toimintavarmuuteen, joten 6502-perheen jäseniä valmistetaan ja käytetään yhä joissain erikoissovelluksissa.

6502 on hyvä esimerkki mikroprosessorin suunnittelusta, jossa yksinkertaisuus, kustannustehokkuus ja käytännöllisyys johtivat laajamittaiseen leviämiseen ja pitkäaikaiseen vaikutukseen tietotekniikan historiassa.