National Semiconductor SC/MP

SC/MP si legge "scamp" e significa Simple Cost-effective Micro Processor. National lo lanciò nell'aprile 1976 per apparecchi e controllori, dove il prezzo per funzione contava più della velocità. L'idea era montare un sistema con il minimo di chip intorno, e per questo il SC/MP ha già l'oscillatore di clock integrato, cosa poco comune in un chip PMOS.

Il primo SC/MP (ISP-8A/500) era PMOS, arrivava a 1 MHz e chiedeva due alimentazioni, +5 V e −7 V. Il SC/MP-II, o INS8060 (ISP-8A/600), passò all'NMOS, ha bisogno solo di +5 V e accetta un oscillatore fino a 4 MHz. Siccome un microciclo passò da due a quattro periodi di clock, in pratica diventò circa due volte più veloce, e non quattro.

Signetics compare come seconda fonte autorizzata e pubblicò documentazione del SC/MP-II, ma secondo Osborne e Kane non arrivò mai a produrlo.

Ha un accumulatore a 8 bit (AC), un registro di estensione (E), un registro di stato e quattro puntatori a 16 bit, da P0 a P3. P0 è il contatore di programma. Per convenzione, P1 punta alla ROM, P2 alla RAM e P3 conserva l'indirizzo di ritorno di subroutine e interrupt. Le istruzioni sono 46.

Non c'è stack né istruzione di chiamata a subroutine. Per chiamare una routine si carica l'indirizzo in un puntatore e si usa XPPC, che scambia quel puntatore con il contatore di programma; la stessa istruzione serve per tornare. L'assembler di National offre un JS che si espande in cinque istruzioni e sette byte.

Il SC/MP aggiunge 1 al contatore di programma prima di leggere ogni istruzione. Per questo, dopo un reset, parte dall'indirizzo 0001 e non da 0000, e gli indirizzi di destinazione si memorizzano sempre diminuiti di uno.

Gli indirizzi sono a 16 bit, il che dà 64 KB, ma per risparmiare pin ci sono solo 12 linee di indirizzo: i 4 bit alti escono dal bus dati, multiplexati. E l'aritmetica degli indirizzi tocca solo i 12 bit bassi.

Il risultato è una memoria in 16 pagine da 4 KB. I salti relativi e l'indirizzamento indicizzato non escono dalla pagina corrente, e quando il contatore di programma arriva alla fine di una pagina non passa alla successiva: torna all'inizio della stessa. Cambiare pagina obbliga a caricare la parte alta di un puntatore con istruzioni apposite.

Per comunicare in seriale non c'è un circuito dedicato: l'istruzione SIO fa scorrere il registro E di un bit verso destra, mettendo un bit sul pin SOUT e leggendone un altro dal pin SIN. Un byte intero sono otto SIO di fila.

I tre bit bassi del registro di stato escono direttamente su tre pin, da F0 a F2, per accendere un LED o comandare un relè senza altri chip. Ci sono due ingressi, Sense A e Sense B, e Sense A serve anche da richiesta di interrupt.

L'istruzione DLY fa aspettare il processore tra 13 e 131.593 microcicli. Il manuale dell'MK14 la usa con SIO per temporizzare le trasmissioni seriali. Ha anche linee di richiesta e cessione del bus (NBREQ, NENIN, NENOUT) per l'accesso diretto alla memoria e per collegare più SC/MP in catena a condividere la stessa memoria.

Era lento per l'epoca: nel SC/MP originale, sommare un valore immediato richiede 11 microcicli, 22 µs a 1 MHz, quando un 8080 a 2 MHz lo fa in 3,5 µs. Questo e la memoria a pagine lo relegarono ai controllori, dove competeva anche con il Fairchild F8. Uno degli usi documentati è il controllore per ascensori MIPROM, di Montgomery Elevator, con un INS8060N sulla scheda.

L'MK14 nacque da un progetto di Ian Williamson. Quando Chris Curry, di Science of Cambridge, chiese i prezzi a National, l'azienda offrì gratis un progetto completo, fatto con il suo IntroKit e il suo kit tastiera, in cambio di un contratto di acquisto dei componenti. Il kit uscì a 39,95 sterline e i primi cominciarono ad arrivare ai clienti nel febbraio 1978.

Il quarzo dell'MK14 è da 4,43 MHz, quello della sottoportante colore PAL, prodotto a milioni per i televisori. È circa il 10% sopra i 4 MHz massimi indicati dalla scheda tecnica dell'INS8060.