National Semiconductor SC/MP

SC/MP spricht man „Scamp“, und es steht für Simple Cost-effective Micro Processor. National brachte ihn im April 1976 für Geräte und Steuerungen heraus, bei denen der Preis pro Funktion mehr zählte als das Tempo. Die Idee war, ein System mit möglichst wenigen Chips drumherum aufzubauen, deshalb hat der SC/MP den Taktoszillator schon eingebaut, was bei einem PMOS-Chip ungewöhnlich war.

Der erste SC/MP (ISP-8A/500) war PMOS, lief mit bis zu 1 MHz und brauchte zwei Versorgungen, +5 V und −7 V. Der SC/MP-II oder INS8060 (ISP-8A/600) wechselte zu NMOS, braucht nur +5 V und akzeptiert einen Oszillator bis 4 MHz. Weil ein Mikrozyklus von zwei auf vier Taktperioden wuchs, wurde er in der Praxis etwa doppelt so schnell, nicht viermal.

Signetics wird als autorisierte Zweitquelle genannt und veröffentlichte Unterlagen zum SC/MP-II, hat ihn aber laut Osborne und Kane nie gefertigt.

Er hat einen 8-Bit-Akkumulator (AC), ein Erweiterungsregister (E), ein Statusregister und vier 16-Bit-Zeiger, P0 bis P3. P0 ist der Programmzähler. Nach Konvention zeigt P1 auf das ROM, P2 auf das RAM, und P3 hält die Rücksprungadresse von Unterprogrammen und Interrupts. Es sind 46 Befehle.

Es gibt weder Stapel noch einen Befehl zum Aufruf von Unterprogrammen. Um eine Routine aufzurufen, lädt man die Adresse in einen Zeiger und nutzt XPPC, das diesen Zeiger mit dem Programmzähler tauscht; derselbe Befehl dient zur Rückkehr. Der Assembler von National bietet ein JS, das sich in fünf Befehle und sieben Bytes auflöst.

Der SC/MP zählt den Programmzähler um 1 hoch, bevor er jeden Befehl liest. Deshalb beginnt er nach einem Reset bei Adresse 0001 und nicht bei 0000, und Zieladressen werden immer um eins kleiner gespeichert.

Die Adressen haben 16 Bit, das ergibt 64 KB, aber um Pins zu sparen, gibt es nur 12 Adressleitungen: Die oberen 4 Bits kommen gemultiplext über den Datenbus. Und die Adressarithmetik verändert nur die unteren 12 Bits.

Das Ergebnis ist ein Speicher aus 16 Seiten zu 4 KB. Relative Sprünge und indizierte Adressierung verlassen die aktuelle Seite nicht, und wenn der Programmzähler das Ende einer Seite erreicht, geht er nicht zur nächsten weiter: Er springt an den Anfang derselben Seite zurück. Ein Seitenwechsel erfordert, den oberen Teil eines Zeigers mit eigenen Befehlen zu laden.

Für serielle Kommunikation gibt es keine eigene Schaltung: Der Befehl SIO schiebt das Register E um ein Bit nach rechts, gibt dabei ein Bit am Pin SOUT aus und liest ein anderes vom Pin SIN. Ein ganzes Byte sind acht SIO hintereinander.

Die drei unteren Bits des Statusregisters liegen direkt an drei Pins, F0 bis F2, um ohne weitere Chips eine LED einzuschalten oder ein Relais zu steuern. Es gibt zwei Eingänge, Sense A und Sense B, und Sense A dient auch als Interruptanforderung.

Der Befehl DLY lässt den Prozessor zwischen 13 und 131.593 Mikrozyklen warten. Das Handbuch des MK14 nutzt ihn zusammen mit SIO, um serielle Übertragungen zu takten. Außerdem hat er Leitungen für Busanforderung und -freigabe (NBREQ, NENIN, NENOUT) für direkten Speicherzugriff und um mehrere SC/MP in Kette zu schalten, die sich denselben Speicher teilen.

Für seine Zeit war er langsam: Beim ursprünglichen SC/MP dauert die Addition eines Direktwerts 11 Mikrozyklen, 22 µs bei 1 MHz, während ein 8080 mit 2 MHz das in 3,5 µs schafft. Das und der Speicher in Seiten beschränkten ihn auf Steuerungen, wo er auch mit dem Fairchild F8 konkurrierte. Eine der belegten Anwendungen ist die Aufzugssteuerung MIPROM von Montgomery Elevator, mit einem INS8060N auf der Platine.

Der MK14 begann mit einem Entwurf von Ian Williamson. Als Chris Curry von Science of Cambridge bei National Preise anfragte, bot die Firma kostenlos einen kompletten Entwurf an, gebaut mit ihrem IntroKit und ihrem Tastatur-Kit, im Gegenzug für einen Vertrag über den Kauf der Bauteile. Der Bausatz kostete 39,95 Pfund, und die ersten Exemplare erreichten die Kunden im Februar 1978.

Der Quarz des MK14 hat 4,43 MHz, die Frequenz des PAL-Farbhilfsträgers, millionenfach für Fernseher gefertigt. Er liegt etwa 10 % über den höchstens 4 MHz, die das Datenblatt des INS8060 angibt.