Введение

Микроконтроллер Intel 8061 наиболее известен тем, что используется в блоке управления двигателем Ford EEC IV. Являясь близким аналогом 8096, Intel 8061 также выпускается компаниями Toshiba (под номерами моделей 6127 и 6126) и Motorola (сейчас Freescale Semiconductor).

Введение

Семейство MCS 96 возникло как коммерческая версия процессора Intel 8061, первого в семействе контроллеров двигателей Ford EEC IV. Отличия между 8061 и 8096 включают в себя шину интерфейса памяти: M Bus процессора 8061 – это шина "burst mode", требующая наличия счётчика программы в устройствах памяти для отслеживания. Существовали также значительные различия в периферийных устройствах ввода-вывода: 8061 имел 8 входов HSI (измерения импульсов), 10 выходов HSO (генерации импульсов), полностью разделенных от выводов HSI, и 10-битный АЦП без дискретизации с большим количеством каналов, чем у 8096. Многие различия между EEC IV и 8096 были обусловлены стремлением к совместному использованию выводов для уменьшения количества выводов ввода-вывода и использования их для более традиционной шины интерфейса памяти. Процессор 8061 и его производные использовались практически во всех автомобилях Ford, выпускавшихся с 1983 года до конца 20-го века. Этот процессор управлял составом топливной смеси и моментом впрыска, опережением зажигания (часто в сочетании с отдельным модулем зажигания), рециркуляцией отработавших газов и другими функциями двигателя.

М-автобус

8061 имел прерываемый режим пакетной передачи данных с 11-проводной 8-битной шиной интерфейса памяти, называемой M Bus. Эта шина требовала наличия счетчика команд и регистра адреса данных в каждом устройстве памяти. Каждая инструкция сброса или перехода обновляла счетчик команд в устройствах памяти, после чего данные потока команд считывались последовательно. Поток команд можно было прервать для чтения или записи байтов и слов данных, используя регистр адреса данных памяти, при этом сохраняя копию счетчика команд в памяти, что позволяло возобновить чтение потока команд без повторной отправки адреса команды после каждого доступа к данным.

Карта адресов

8061 имел внутренний регистровый файл объемом 240 байт, расположенный по адресам от 0010H до 00FFH. Адреса ввода/вывода находились в диапазоне от 0002H до 000FH. Во всей линейке 8061 адрес 0000H был зарезервирован для регистра, содержащего постоянный ноль. Это позволяло использовать относительную адресацию для доступа к абсолютным адресам. Указатель стека располагался по адресу 00010H. 8061 мог адресовать 64 КБ памяти. Адрес сброса был 2000H. Векторы прерываний располагались по адресу 2010H.

Процесс, упаковка

8061 был изготовлен с использованием 3-микронного N-МОП кремниевого процесса с использованием затворов. В зависимости от требований к количеству выводов конкретной модульной конструкции использовались пластиковые 68-выводные плоские корпуса, керамические корпуса и 40-выводные DIP-корпуса.

Деривативы

Ford создал предприятие Ford Microelectronics в Колорадо-Спрингс в 1982 году для развития семейства EEC IV, разработки других специализированных микросхем для применения в автомобилях и изучения рынка интегральных схем на основе арсенида галлия. В это семейство входили микросхемы 8063, выпуск которой так и не был налажен. Также в семейство входила 8065, производившаяся крупными сериями, и включавшая контроллер памяти, позволявший ей адресовать 1 мегабайт памяти, что значительно превышало 64 КБ у микросхем 8061 и 8096. Микросхемы 8063, 8065 и последующие EPIC были производными на основе КМОП-технологии, обеспечивающими пониженное энергопотребление. 8065 обладала расширенным набором инструкций, увеличенным объемом регистров и значительно улучшенными возможностями ввода-вывода. В результате, регистровая память 8065 располагалась по адресам от 0020H до 03FFH и была организована в 4 банка. Адреса портов ввода-вывода находились в диапазоне от 0002H до 001FH. Указатель стека располагался по адресу 00020H.

НИИ

8061 имел 8-канальную систему регистрации событий для измерения и фиксации времени импульсных входных сигналов. 16-битное значение таймера и новое состояние всех 8 выводов сохранялись в FIFO при обнаружении перехода на активном выводе. FIFO был реализован на небольшой динамической оперативной памяти. HSI использовался, например, для записи моментов времени событий датчика положения коленчатого вала, которые применялись для определения скорости вращения двигателя.

ОВД

8061 имел 10-канальную систему выходных импульсов для генерации синхронизированных сигналов. По сути, это была небольшая ассоциативная память (CAM), которая сравнивала моменты времени событий с тем же 16-битным таймером, используемым в системе HSI. Момент времени каждого события записывался в CAM вместе с командой. При совпадении адреса в CAM с текущим значением таймера, соответствующее событие выполнялось, а адрес в CAM возвращался в свободный пул. CAM была реализована на основе динамической оперативной памяти и компаратора. HSO использовался для различных целей, включая синхронизацию импульсов впрыска топлива.

АДК

8061 и его производные имели многоканальный аналого-цифровой преобразователь на кристалле процессора. Он использовался для таких задач, как измерение температуры двигателя и угла открытия дроссельной заслонки, а также для считывания показаний кислородного датчика в выхлопных газах.

Перерывы

8061 имел 8-канальную систему векторных прерываний с приоритетами. Более поздняя модель 8065 предоставляла 40 каналов, из которых 32 были подключены к системе событий HSI/HSO.

Сопутствующая память

8061 использовался в составе семейства других устройств, включая 8361 – сопроцессорную память, содержащую ПЗУ и некоторое количество ОЗУ. В более поздних модулях оригинальная память, запрограммированная маской, была заменена на однократно программируемое (OTP) ПЗУ – это значительно упростило логистику, учитывая большое разнообразие ROM-кодов, необходимых для каждого модельного года.