WDC 65816/65802

WDC 65816 (również 65C816) – 16-bitowy procesor opracowany przez firmę Western Design Center. Jest to rozszerzona wersja układu MOS 6502, mogąca pracować w trybie emulacji 6502, w którym jest sprzętowo i programowo z nim kompatybilna.^[1]

Pierwszy człon oznaczenia – 65 wskazuje na zachowanie kompatybilności z modelem 6502, natomiast drugi człon – 816 oznacza możliwość pracy w trybach 8 i 16-bitowym.

Procesor wytwarzany i sprzedawany był od połowy lat 80. XX wieku do początku następnej dekady przez kilka przedsiębiorstw takich jak GTE czy Sanyo (na zasadzie second-sourced). Do dziś ciągle rozprowadzany jest przez firmę WDC zaś architektura układu została zaimplementowana jako IP core w niektórych systemach np. serii układów scalonych Winbond W55V9x.

Projektantem 65816 praktycznie w całości był założyciel i zarazem dyrektor generalny firmy WDC, Bill Mensch. Jedyną osobą która wspierała rozwój, była siostra konstruktora. Praca nad projektem rozpoczęła się w 1982 r., a zakończyła w marcu 1984 r.

Procesory te były używane głównie w komputerach Acorn Communicator, Apple IIGS oraz w konsoli Super Nintendo Entertainment System. W tym ostatnim przypadku układ ma oznaczenie Ricoh 5A22 i stanowi zmodyfikowaną wersję 65C816.

Procesor 65816 stanowił też podstawę kart przyspieszających pracę komputerów 8-bitowych, zwykle opartych na procesorze 6502, który mógł być przez niego emulowany^[2]. Przykładem takiej karty jest Turbo 64 dla Commodore 64^[2].

WDC 65802 (również 65C802) stanowi układ 65816 w obudowie i rozkładzie pinów takim samym jak w 6502. Wersja ta produkowana była przez firmy WDC i GTE od połowy lat 80. do początku lat 90. Podstawowym zamierzeniem konstruktorów była zamiana 8-bitowej architektury 6502/65C02 w 16-bitową modelu 65816 przy zachowaniu zgodności z pierwowzorem. By tego dokonać w WDC 65802 zredukowano szynę adresową do 16 bitów (możliwość adresowania 64 KiB pamięci). Wszystkie rozkazy, rejestry etc. z 65816 pozostały jednak nienaruszone, tyle że ich użycie nie dawało żadnego efektu.

Główne cechy modelu 65C816S

• wykonanie w technologii CMOS w celu zmniejszenia zapotrzebowania na energię (300 µA przy 1 MHz) oraz redukcji zakłóceń
• szeroki zakres możliwego napięcia zasilającego: 1,8 V ±5%, 2,5 V ±5%, 3,0 V ±5%, 3,3 V ±10%, 5,0 V ±5%
• tryb emulacji pozwalający na uzyskanie pełnej sprzętowej i programowej zgodności z 6502 (z wyjątkiem nieudokumentowanych rozkazów)
• 24-bitowa szyna adresowa dająca dostęp do obszaru 16 MiB pamięci
• 16-bitowe:
  • jednostka arytmetyczno-logiczna
  • akumulator
  • wskaźnik stosu
  • rejestry indeksowe
• 24 tryby adresowania, w tym 13 pochodzących z 6502
• instrukcja wspierająca stosowanie koprocesora
• zdolność przesunięcia bloku
• rozkazy Wait-for-Interrupt (WAI) i Stop-the-Clock (STP) pomagające zredukować zużycie energii

Procesor jest wykorzystywany w karcie turbo do Atari XE/XL Rapidus^[3].

• Informacja o procesorze na stronie WDC
• Dokumentacja techniczna 65816/65C816
• Wprowadzenie do programowania 65816