HARDWARE

68000 PLUS

Por Rafael García García

En este artículo, nos introduciremos en el corazón del Amiga;
el microporcesador 68000, sus características y especificaciones. Además os
ofreceremos la posibilidad de hacer vuestro Amiga ¡el doble de rápido!

Para los neófitos, resumire brevemente en que consiste un microprocesador: fisicamente, es un componente electrónico, de reducidas dimensiones y gran complejidad interna, cuyas funciones consisten básicamente, en recibir e interpretar las instrucciones de los programas, ejecutar las operaciones matemáticas que se precisen, controlar la ejecución de todas las operaciones, crear unas vías de comunicación y generar unas señales de reloj (para lo cual se utiliza un cristal de cuarzo), necesarias para controlar y coordinar las instrucciones y operaciones, con el resto de pomponentes del ordenador, entiéndase: memoria, unidades de entrada y salida, etc.

Las explicaciones anteriores, eran necesarias para poder entender el porque de la aparición de nuevas versiones de un determinado microprocesador, estas son simplemente, versiones mejoradas del anterior microprocesador, cuyas mejoras se reflejan básicamente en una mejor y más rápida capacidad de proceso y comunicación de todos esos datos, operaciones e instrucciones; lo cual en pocas palabras, hace que nuestro ordenador sea capaz de manejar más memoria, sea más rápido y potente.

Refiriéndonos a la familia del microprocesador 68000, existen varias versions, el 68000, 68010, 68020, 68030 y el 68040, ordenados de menor a mayor, por potencia y velocidad; los dos primeros son de forma rectangular alargada y poseen 64 patillas, mientras que loos tres últimos son de forma cuadrada y poseen más patillas.

A continuación para los que estén interesados, ofrezco una explicación bastante técnica de las características del microprocesador Motorola 68000: es un microprocesador microprogramado con una estructura interna de 32 bits, aunque externamente (a efectos de comunicación), posee un bus de sólo 16 bits. Para disminuir el tamaño de la memoria de control, se ha implementado, a nivel de programación, una estructura de dos niveles, microprogramación y nanoprogramación. Posee varias ayudas para la prorgamación un modo de depuración y otro de ejecución paso a paso. Posee una arquitectura modular, po lo que se le pueden implementar nuevas prestaciones (de aqui sale el resto de la familia). Posee ocho registros de datos de 32 bits, direccionables como 8 ó 16, que se utilizan para ocntener datos o como registros índice, siete registros de direcciones de 32 bits, para el cálculo de la dirección del dato, punteros a pila, registros base e índice. También posee un registro doble que apunta a la pila hardware del microprocesador. El contador del programa tiene una longitud de 24 bits, pero en los últimos modelos, 68030 y 68040 tiene 32 bits. Posee un total de 61 instrucciones básicas; aunque parezcan pocas comparándolas con otros microprocesadores, no es así, puesto que entre otras razones, muchas de ellas son multifuncionales; además de poder ampliarse o modificarse el repertorio de instrucciones, actuando a nivel de microprograma o causando desviaciones al detectar los diferentes códigos de operación. Posee facilidades para la multiprogramación y existen dos modos de funcionamiento, normal y supervisor. Con las 24 líneas de direccionamiento de memoria, tiene una capacidad de direccionamiento de 16 Mb lineales sin segmentación, mayor en las versiones 68030 y 68040. Las interrupciones son vectorizadas, existiendo ocho niveles de prioridad. Y para finalizar un dato anecdótico, el Motorola 68000, se diseño en el año 1980.

Llegados a este punto, conviene explicar un dato importante para comprender la posibilidad, comentada al principio del artículo, de hacer el doble de rápido a nuestro Amiga. El dato al que me refiero, es la frecuencia con la que el microprocesador genera las señales de reloj, anteriormente mencionadas, estas señales sirven para controlar y coordinar todas las secuencias de instrucciones y operaciones por lo que cuanto más alta sea la frecuencia por la que se generen estas señales, más rápido se ejecutarán los comandos y operaciones, obteniendo así una mayor velocidad de proceso y en definitiva una mayor rapidez en la ejecución de cualquier programa o proceso que estemos realizando con el ordenador. La frecuencia de estas señales, comúnmente conocidas como "velocidad de reloj", se mide en megaherzios (Mhz).

Centrándonos ya en la posibildiad de hacer que nuestro Amiga, sea el doble de rápido; y como muchos de vosotros habréis adivinado, el secreto estirba en la velocidad d erleoj del microprocesador. Resulta que existen diferentes versiones del microprocesador Motorola 68000, cuya única variación, es precisamente la velocidad de reloj, así encontramos que los hay con unas velocidades aproximadas de 8, 10, 12 y 14 Mhz.

Si abre su ordenador, busca el microprocesador, mira la inscripción que lleva arriba y se fija en los últimos números, averiguará la velocidad de reloj de su microprocesador, en la mayoría de los casos, encontrará el número 8, lo cual quiere decir que la velocidad real es de 7,09 Mhz. NO se decepcione, aunque parezca lenta comparándola con otros tipos de ordenador, las apariencias engañan, puestoq ue el Amiga es uno de los pocos ordenadores del mercado que posee, además del microprocesador central, otros tres procesadores que interactuan con él. Estos son Paula, Denise y Agnus, los cuales se encargan de controlar diferentes aspectos del ordenador, como pueden ser los gráficos, el sonido, la memoria, las unidades de almacenamiento, las comunicaciones, etc. Además de estos encontramos el chip Gary, cuya función principal es gestionar la memoria y coordinar los demás procesadores con el microporcesador central. Al realizar estos procesadores adjuntos todas estas operaciones, descargan de trabajo al microprocesador central (el 68000), permitiendo así que este se dedique casi exclusivamente a procesar instrucciones, ejecutarlas y calcular operaciones. Para lo cual una velocidad de 7,09 Mhz es mas que suficiente.

Una vez explicado todo esto en teoría la solución para conseguir mayor velocidad, estibaría en comprar (se asombaría de lo baratos que son) un microprocesador con mayor velocidad, y sustituirlo por el nuestro (cosa bastante sencilla, puesto que va montado sobre un zócalo y no es necesaria ninguna operación que precise herramientas). Pero las cosas no son tan sencillas (por algo existe una gran variedad de tarjetas aceleradoras, en el mercado), puesto que el problema viene precisamente de esos cuatro procesadores adjuntos, que tanto ayudan al microprocesador central, ya que estos, como buenos procesadores que son, también poseen su propio reloj, qeu además posee la misma velocidad que el microprocesador central, puesto que todos ellos deben estar sincronizados para que no haya problemas entre ellos. Por lo que de nada sirve sustituir nuestro microprocesador por otro más rápido, ya que al correr los demás procesadores a distinta velocidad, el microprocesador central, disminuirá automáticamente su velocidad de reloj, para adecuarla con la de los demás procesadores (que nadie se asuste, pues, si al mirar el número que indica la velocidad de la CPU, este es superior a 8).

No obstante, y para los usuarios que deseen mayor velocidad, pero no puedan permitirse la compra de una tarjeta aceleradora, (que sería, lo ideal), os ofrecemos una solución sencilla y barata, con la que podréis doblar la velocidad del reloj, pasando de 7,09 Mhz a 14,3 Mhz. Aunque la operación es relativamente sencilla, requiere mínimos conocimientos de electrónica y cierta soltura en el manejo del soldador, por lo que no la recomiendo a nadie que NO posea dichos conocimientos, puesto que podría dañar gravemente ciertos componentes o incluso el ordenador.

La posibilidad de doblar la frecuencia del reloj, estriba únicacamente en que los demás procesadores, también pueden hacerlo, lo cual es posible, ya que esta frecuencia esta controlada por el procesador Agnus, el cual aunque ofrece una salida de frecuencia de reloj de 7,09 Mhz, posee un oscilador que la hace correr a 28 Mhz, que es dividida por 4 mediante un divisor de frecuencia, obteniéndose así los conocidos 7,09 Mhz; la solución estriba en que la frecuencia de 28 Mhz, solo sea dividida por 2, con lo que obtendríamos una frecuencia de 14 Mhz, que podría sincronizarse perfectamente con un microprocesador a 14 Mhz, doblando así la frecuencia total del sistema.

Para poder realizar la operación, necesitará comprar un procesador Motorola modelo 68000P12F, de 16 Mhz (realmente funciona a 14,3 Mhz), un Flip-Flop modelo 74F74N y un conmutador cualquiera de tres patillas. Todo ello lo podrán encontrar o encargar en cualquier buena tienda de componentes electrónicos, y a un precio realmente módico. A continuación, con mucho cuidado, y siguiendo al pie de la letra el esquema que encontrarán al final del artículo, realizarán las conexiones oportunas; una vez finalizado y comprobado todo el proceso, obtendréis con la simple pulsación de un conmutador doblar la velocidad de nuestro Amiga (la función del conmutador, sirve simplemente para cambiar del modo de doble velocidad al de velocidad normal, por si algún programa no funciona correctamente con la velocidad doblada -ocasionalmente algún juego-).

Nota: Es posible, que con algunos equipos antiguos, la operación de doblar la velocidad de proceso, dé problemas de lectura escritura con el drive. Este posible problema es debido a que la CIA encargada de controlar la velocidad de la cabeza magnética del disco, sea un modelo antiguo, que no pueda soportar la mayor velocidad de lectura/escritura del disco que demanda el nuevo procesador.