टीएमएस9900: Difference between revisions

TMS9900 पहले व्यावसायिक रूप से उपलब्ध, सिंगल-चिप [[16-बिट]] [[माइक्रोप्रोसेसर]]ों में से एक था।{{efn|Only the [[General Instrument CP1600]] is close in release date.}} जून 1976 में पेश किया गया, इसने [[ टेक्सस उपकरण ]]्स के [[TI-990]] [[ मिनी कंप्यूटर ]] आर्किटेक्चर को सिंगल-चिप प्रारूप में लागू किया, और शुरुआत में उस लाइनअप के लो-एंड मॉडल के लिए उपयोग किया गया था।

इसके 64-पिन [[दोहरी इन-लाइन पैकेज]] प्रारूप ने इसे अधिक सामान्य 40-पिन प्रारूप की तुलना में छोटी मशीनों में लागू करना अधिक महंगा बना दिया, और टीआई के स्वयं के उपयोग के बाहर अपेक्षाकृत कम डिज़ाइन की जीत देखी गई। उन उपयोगों में उनके TI-99/4A|TI-99/4 और TI-99/4A घरेलू कंप्यूटर थे, जिनकी अंततः लगभग 2.8 मिलियन इकाइयाँ बिकीं।

40-पिन पैकेज में 9900 के माइक्रो कंप्यूटर-ऑन-चिप कार्यान्वयन में टीएमएस9940, टीएमएस9980/81, टीएमएस9995 शामिल थे। TMS99105/10 1981 में 9900 का अंतिम पुनरावृत्ति था और इसमें TI के 990/10 मिनीकंप्यूटर की विशेषताएं शामिल थीं।<ref name=":0">{{cite book|title = TMS99105A and TMS99110A 16-Bit Microprocessors Preliminary Data Manual|publisher = Texas Instruments Inc. | year = 1982| page = 1| url = http://bitsavers.org/components/ti/TMS9900/TMS99105A_and_TMS99110A_16-Bit_Microprocessors_Preliminary_Data_Manual_Nov82.pdf }}</ref>

1980 के दशक के मध्य तक माइक्रो कंप्यूटर क्षेत्र [[इंटेल 8088]] जैसे 16-बिट सिस्टम और [[मोटोरोला 68000]] जैसे नए 16/32-बिट डिज़ाइन की ओर बढ़ रहा था। चिप के लिए कोई स्पष्ट भविष्य नहीं होने के कारण, टीआई ने अपना ध्यान विशेष प्रयोजन प्रोसेसर की ओर लगाया जैसे [[टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स TMS320]], 1983 में पेश किया गया।

[[Image:KL TI TMS9900 Black Background.jpg|right|thumb|TMS9900JL सिरेमिक पैकेज में गोल्ड-प्लेटेड लेड (इलेक्ट्रॉनिक्स) के साथ]]TMS9900 को TI-990 मिनीकंप्यूटर श्रृंखला के एकल चिप संस्करण के रूप में डिज़ाइन किया गया था, [[इंटरसिल 6100]] की तरह एक एकल चिप [[PDP-8]] (12 बिट) था, और [[फेयरचाइल्ड 9440]] और [[डेटा जनरल]] mN601 दोनों डेटा के एक-चिप संस्करण थे। जनरल का [[दिनांक सामान्य नोवा]] [[ राष्ट्रीय अर्धचालक ]] आईएमपी-16 या डीईसी [[एलएसआई-11]] जैसे मल्टी-चिप 16-बिट माइक्रोप्रोसेसरों के विपरीत, जिनमें से कुछ टीएमएस9900 से पहले के थे, 9900 एक एकल-चिप, स्व-निहित 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर था।

टीएमएस9900 की मिनीकंप्यूटर जड़ें कई वास्तुशिल्प विशेषताओं को जन्म देती हैं जो आमतौर पर एक खाली शीट से शुरू होने वाले डिज़ाइनों पर नहीं पाई जाती हैं। इनमें से उल्लेखनीय था TMS9900 में [[प्रोसेसर रजिस्टर]]ों का उपयोग, जिन्हें मुख्य मेमोरी में मैप किया जाता है। यह तेजी से [[संदर्भ स्विचिंग]] की अनुमति देता है, जिसे रजिस्टर मानों की सूची में पहली प्रविष्टि को इंगित करने के लिए एकल रजिस्टर, वर्कस्पेस पॉइंटर को बदलकर पूरा किया जा सकता है। अधिक पारंपरिक डिज़ाइनों के लिए आंतरिक रजिस्टरों के पूरे सेट को मेमोरी या स्टैक में संग्रहीत करने की आवश्यकता होगी।

इस दृष्टिकोण का नकारात्मक पक्ष यह है कि इन रजिस्टरों तक पहुँचने में अधिक समय लगता है। तेज़ मेमोरी वाले मिनीकंप्यूटर कार्यान्वयन में, प्रभाव अपेक्षाकृत छोटा होता है और वास्तविक समय या मल्टी-टास्किंग वातावरण में उल्टा महत्वपूर्ण होता है क्योंकि संदर्भ स्विच आम होते हैं। एकल-उपयोगकर्ता माइक्रो कंप्यूटर जैसी अन्य भूमिकाओं में, यह ट्रेडऑफ़ सार्थक नहीं हो सकता है। 9900 के 40-पिन कार्यान्वयन में रजिस्टरों के लिए 128 या 256 बाइट्स तेज़ ऑनबोर्ड रैम शामिल थे।

TI ने कॉर्पोरेट तालमेल के लिए विभिन्न प्रभागों में समान आर्किटेक्चर का उपयोग किया: एक कंपनी, एक कंप्यूटर आर्किटेक्चर। 1970 के दशक के उत्तरार्ध में वाल्डेन सी. राइन्स ने TMS99110 की एक प्रस्तुति दी, जिसका कोड नाम "अल्फा" था।<ref>{{Cite web |last=Guttag |first=Karl |date=1980-04-14 |title=99000 "Alpha" Performance Comparisons |url=https://hansotten.file-hunter.com/uploads/files/99000%20(Alpha)%20Misc%20Documents.pdf |access-date=2022-10-26}}</ref> एक आईबीएम समूह एक पर्सनल कंप्यूटर विकसित कर रहा है। उन्होंने याद करते हुए कहा, हमें 1981 तक यह नहीं पता था कि हमने क्या खोया है क्योंकि आईबीएम ने [[आईबीएम पीसी]] के लिए इंटेल 8088 को चुना था। एक कारक 64K से अधिक तार्किक मेमोरी तक पहुँचने के लिए रोडमैप की कमी थी। 9900 परिवार केवल पेज-मैपिंग द्वारा अपना पता स्थान 16एमआईबी तक विस्तारित कर सका; 99000 खंडों के माध्यम से 256K को संबोधित कर सकता है।

TI-99/4A जैसे उत्पादों के साथ पर्सनल कंप्यूटर बाजार से बाहर होने के बाद, कंपनी के माइक्रोप्रोसेसर डिवीजन ने अंततः टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स TMS320 विशेष प्रयोजन प्रोसेसर श्रृंखला पर ध्यान केंद्रित किया।<ref name="rhines20170622">{{Cite magazine |last=Rhines |first=Walden C. |author-link=Walden C. Rhines |date=2017-06-22 |title=The Texas Instruments 99/4: World's First 16-Bit Home Computer |url=http://spectrum.ieee.org/geek-life/history/the-texas-instruments-994-worlds-first-16bit-computer |magazine=IEEE Spectrum |language=en |access-date=2017-07-08}}</ref>

==वास्तुकला==

|+ TMS9900 registers

| style="width:auto;" | ''(bit position)''

| colspan="15" style="text-align:center;" | PC

| style="width:auto; background:white; color:black;" | Program Counter

| colspan="15" style="text-align:center;" | WP

| style="width:auto; background:white; color:black;" | Workspace Pointer

| style="background:white; color:black" | Status Register

TMS9900 में तीन आंतरिक 16-बिट प्रोसेसर रजिस्टर हैं - [[ कार्यक्रम गणक | कार्यक्रम गणक]] (पीसी), [[ स्थिति रजिस्टर | स्थिति रजिस्टर]] (एसटी), और वर्कस्पेस पॉइंटर रजिस्टर (डब्ल्यूपी)।<ref name="Microprocessor Data Manual p.3">{{cite book|title = TMS9900 Microprocessor Data Manual|publisher = Texas Instruments Inc. | year = 1976| page = 3| url = http://www.bitsavers.org/components/ti/TMS9900/TMS_9900_Microprocessor_Data_Manual_May76.pdf | ref={{sfnref|Texas Instruments|1976}} }}</ref> WP रजिस्टर [[ सूचक (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग) | सूचक (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग)]] बाहरी [[रैंडम एक्सेस मेमोरी]] में एक आधार पते पर जहां प्रोसेसर के 16 सामान्य प्रयोजन उपयोगकर्ता रजिस्टर (प्रत्येक 16 बिट चौड़ा) रखे जाते हैं। यह आर्किटेक्चर त्वरित [[संदर्भ स्विच]]िंग की अनुमति देता है; जैसे जब एक [[सबरूटीन]] दर्ज किया जाता है, तो रजिस्टरों को अलग-अलग सहेजने की आवश्यकता के बजाय केवल एकल कार्यक्षेत्र रजिस्टर को बदलने की आवश्यकता होती है। बिट्स को अपरंपरागत रूप से क्रमांकित किया जाता है जिसमें सबसे महत्वपूर्ण बिट 0 होता है।

पते [[endianness]] ऑर्डरिंग कन्वेंशन वाले बाइट्स को संदर्भित करते हैं। TMS9900 एक क्लासिक 16 बिट मशीन है जिसका एड्रेस स्पेस 2 है¹⁶ बाइट्स (65,536 बाइट्स या 32,768 शब्द)।

स्टैक की कोई अवधारणा नहीं है और कोई स्टैक पॉइंटर रजिस्टर नहीं है। इसके बजाय, शाखा निर्देश मौजूद हैं जो प्रोग्राम काउंटर को एक रजिस्टर में सहेजते हैं और रजिस्टर संदर्भ को बदलते हैं। 16 हार्डवेयर और 16 सॉफ़्टवेयर इंटरप्ट वैक्टर प्रत्येक में पीसी और WP मानों की एक जोड़ी होती है, इसलिए रजिस्टर संदर्भ स्विच स्वचालित रूप से एक इंटरप्ट द्वारा भी किया जाता है।

==निर्देश सेट और संबोधन==

टीएमएस9900 में 69 निर्देश हैं जो एक, दो या तीन शब्द लंबे हैं और स्मृति में हमेशा शब्द-संरेखित रहते हैं। निर्देश सेट काफी ऑर्थोगोनल निर्देश सेट है, जिसका अर्थ है कि कुछ अपवादों के साथ, निर्देश [[ ओपेरंड | ओपेरंड]] (एड्रेसिंग मोड) तक पहुंचने के सभी तरीकों का उपयोग कर सकते हैं।

एड्रेसिंग मोड में तत्काल (निर्देश में ऑपरेंड), प्रत्यक्ष या प्रतीकात्मक (निर्देश में ऑपरेंड पता), रजिस्टर (कार्यक्षेत्र रजिस्टर में ऑपरेंड), रजिस्टर इनडायरेक्ट (कार्यस्थान रजिस्टर में ऑपरेंड पता) ऑटो-इंक्रीमेंट के साथ या उसके बिना, अनुक्रमित (निर्देश में ऑपरेंड पता) शामिल हैं। कार्यक्षेत्र रजिस्टर सामग्री के साथ अनुक्रमित), और प्रोग्राम काउंटर रिलेटिव।

सबसे महत्वपूर्ण दोहरे-ऑपरेंड निर्देशों (जोड़ें, घटाएं, तुलना करें, स्थानांतरित करें आदि) में स्रोत और गंतव्य ऑपरेंड दोनों के लिए 2-बिट एड्रेसिंग मोड और 4-बिट रजिस्टर चयनकर्ता फ़ील्ड शामिल हैं। ऑपकोड में, प्रतीकात्मक मोड को रजिस्टर फ़ील्ड के साथ 0 पर सेट के साथ अनुक्रमित मोड के रूप में दर्शाया गया है, इसलिए वर्कस्पेस रजिस्टर 0 (WR0) का उपयोग अनुक्रमित मोड में नहीं किया जा सकता है। XOR जैसे कम बार उपयोग किए जाने वाले दोहरे-ऑपरेंड निर्देशों में, गंतव्य ऑपरेंड एक कार्यस्थान रजिस्टर (या गुणा और विभाजित निर्देशों के मामले में कार्यस्थान रजिस्टर युग्म) होना चाहिए।

एक बिना शर्त और बारह सशर्त जंप निर्देशों के समूह के माध्यम से प्रवाह नियंत्रण की सुविधा प्रदान की जाती है। जंप लक्ष्य -128 से +127 शब्द पते के ऑफसेट के साथ पीसी के सापेक्ष हैं।

सबरूटीन कॉल के लिए, ब्रांच और लोड वर्कस्पेस पॉइंटर (BLWP) निर्देश नए WP और PC मानों को लोड करता है, फिर WP, PC और ST के मानों को क्रमशः (नए) रजिस्टर 13, 14 और 15 में सहेजता है। सबरूटीन के अंत में, रिटर्न वर्कस्पेस पॉइंटर (आरटीडब्ल्यूपी) इन्हें उल्टे क्रम में पुनर्स्थापित करता है। बीएलडब्ल्यूपी/आरटीडब्ल्यूपी का उपयोग करके, स्टैक की अनुपस्थिति के बावजूद सबरूटीन कॉल को नेस्ट करना संभव है, हालांकि, प्रोग्रामर को उचित रजिस्टर वर्कस्पेस को स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है।

निर्देश सेट में एक शाखा और लिंक (बीएल) ऑपकोड भी शामिल है जो केवल WP को बदले बिना पीसी को रजिस्टर 11 में सहेजता है। इस मामले में, गंतव्य पते के रूप में WR11 का उपयोग करने वाला एक शाखा निर्देश (बी) रिटर्न ऑपकोड के रूप में काम कर सकता है, लेकिन प्रोग्रामर द्वारा रिटर्न पते को सहेजने के लिए कार्रवाई किए बिना बीएल-प्रकार सबरूटीन्स को नेस्ट नहीं किया जा सकता है।

TMS9900 एक निष्पादन अनुदेश X (eXecute) का समर्थन करता है। यह निर्देश [[निष्पादन (कंप्यूटर)]] एक रजिस्टर में निर्देश। इसका उपयोग डिबगिंग के लिए किया जा सकता है ([[ ब्रेकपाइंट | ब्रेकपाइंट]] निर्देश के रूप में){{Citation needed|date=October 2022}} और बाइट-कोड दुभाषियों में उपयोग किए जाने वाले अनुक्रमित-ओपकोड तालिकाओं को बनाने के लिए। {{Citation needed|date=October 2022}}

TMS9900 एक्सटेंडेड ऑपरेशन (XOP) निर्देश का भी समर्थन करता है। XOP को 0-15 की श्रेणी में एक नंबर के साथ-साथ एक स्रोत पता भी दिया गया है। जब लागू किया जाता है, तो निर्देश स्मृति में पूर्वनिर्धारित स्थानों पर सोलह वैक्टरों में से एक के माध्यम से एक संदर्भ स्विच करेगा। एक्सओपी निर्देश नए कार्यक्षेत्र के रजिस्टर 11 में स्रोत ऑपरेंड का प्रभावी पता भी रखता है।

एक्सओपी बीएलडब्ल्यूपी की तुलना में कम लचीला है, क्योंकि ट्रांसफर वैक्टर को निश्चित स्थानों पर होना चाहिए, लेकिन एक स्रोत ऑपरेंड को रजिस्टर में या अन्यथा पारित करने के बजाय सीधे संबोधित करने की अनुमति देता है।

XOP का उपयोग सिस्टम कॉल सुविधा को लागू करने के लिए किया जा सकता है। TI के DX10 ऑपरेटिंग सिस्टम में, XOP 15 एक सिस्टम कॉल को आमंत्रित करता है। एक प्रोग्रामर एक असेंबलर मैक्रो को परिभाषित कर सकता है, उदाहरण के लिए एसवीसी, जो एक्सओपी 15 को आमंत्रित करता है। {{Citation needed|date=October 2022}}

एक्सओपी का एक अन्य उपयोग सॉफ्टवेयर में निर्देशों को लागू करना था जिसे 990 मिनीकंप्यूटर श्रृंखला के भविष्य के संस्करणों में समर्पित हार्डवेयर द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।{{Citation needed|date=October 2022}}

[[इंटेल 8086]] के साथ सामान्य तुलना में, टीएमएस9900 में छोटे प्रोग्राम थे।{{citation needed|date=July 2012}} कुछ{{citation needed|date=January 2018}} नुकसान छोटा पता स्थान और तेज़ रैम की आवश्यकता थी।

[[Image:TMS9900 Pinout.svg|right|thumb|215px|TMS9900 पिन कॉन्फ़िगरेशन (64-पिन डुअल इन-लाइन पैकेज)]]TMS9900 को एन-चैनल सिलिकॉन गेट एमओएस प्रक्रिया में लागू किया गया था,<ref name="Microprocessor Data Manual p.3" />जिसके लिए +5 वी, −5 वी और +12 वी बिजली की आपूर्ति और 3 मेगाहर्ट्ज (333ns चक्र) की अधिकतम आवृत्ति के साथ एक चार-चरण (गैर-अतिव्यापी) घड़ी की आवश्यकता होती है।{{sfn|Texas Instruments|1976|page = 31}} आमतौर पर TIM9904 (उर्फ 74LS362) क्लॉक जनरेटर चिप का उपयोग करके 48 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल से उत्पन्न होता है।

सबसे छोटे निर्देशों को पूरा करने के लिए आठ घड़ी चक्र या 2.7 μs की आवश्यकता होती है (0 बाहरी प्रतीक्षा चक्र मानते हुए), कई अन्य 10 और 14 चक्रों (3.3...4.7 μs) के बीच चलते हैं; सबसे लंबे समय तक चलने वाले निर्देश (DIV) में 124 चक्र (41.3 μs) तक का समय लग सकता है।{{sfn|Texas Instruments|1976|page = 28}}

चिप को (तब असामान्य) 64-पिन, 0.9 चौड़े दोहरे इन-लाइन पैकेज में पैक किया गया था। 15-बिट (वर्ड) [[ पता बस | पता बस]] और 16-बिट [[बस (कंप्यूटिंग)]] के लिए तुलनात्मक रूप से बड़ी संख्या में पिन को मल्टीप्लेक्सिंग (उदाहरण के लिए इंटेल 8086 सीपीयू के विपरीत) के उपयोग के बिना, बाहरी मेमोरी कनेक्शन रखते हुए समर्पित पिन पर लाने की अनुमति है। सरल। कई अन्य निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली परंपरा के विपरीत, TI ने सबसे महत्वपूर्ण पते और डेटा लाइनों को क्रमशः A0 और D0 लेबल किया। सभी आंतरिक डेटा पथ और [[अंकगणितीय तर्क इकाई]] 16 बिट चौड़ी हैं।

प्रोसेसर को एक्सटर्नल [[ प्रत्यक्ष मेमोरी एक्सेस |