Intel 8061

El microcontrolador Intel 8061 destaca sobre todo por su uso en la unidad de control del motor de automóvil Ford EEC-IV. Un pariente cercano del 8096, el Intel 8061 es el segundo proveedor de Toshiba (con los números de modelo 6127 y 6126) y Motorola (ahora Freescale Semiconductor).

Introducción

La familia MCS-96 se originó como un derivado comercial del Intel 8061, el primer procesador de la familia de controladores de motor Ford EEC-IV. Las diferencias entre el 8061 y el 8096 incluyen el bus de interfaz de memoria, siendo el M-Bus del 8061 un sistema de 'modo ráfaga' bus que requiere un contador de programa de seguimiento en los dispositivos de memoria. También hubo diferencias considerables en los periféricos de E/S de las dos partes: el 8061 tenía 8 entradas HSI (medición de pulsos), 10 salidas HSO (generación de pulsos) completamente separadas de los pines HSI y un puerto de 10 pines sin muestreo. bit ADC con más canales que los que tenía el 8096. Muchas diferencias entre el EEC-IV y el 8096 resultaron de un esfuerzo por compartir pines para reducir el número de pines de E/S a favor del uso de pines para un bus de interfaz de memoria más convencional.

El 8061 y sus derivados se utilizaron en casi todos los automóviles Ford fabricados desde 1983 hasta finales del siglo XX. Este procesador controlaba la mezcla de combustible y la sincronización de la inyección, el avance de la chispa (a menudo junto con un módulo de chispa separado), la recirculación de los gases de escape y otras funciones del motor.

M-Bus

El 8061 tenía un bus de interfaz de memoria de 8 bits y 11 cables en modo de ráfaga interrumpible llamado M-Bus. Este bus requería un contador de programa y un registro de dirección de datos en cada dispositivo de memoria. Cada reinicio del chip o instrucción de bifurcación actualizaría el contador del programa en los dispositivos de memoria, después de lo cual los datos del flujo de instrucciones se leerían secuencialmente. El flujo de instrucciones podría interrumpirse para leer o escribir bytes y palabras de datos usando el registro de direcciones de datos de la memoria mientras se retiene la copia del contador del programa de la memoria, lo que permite reanudar la lectura del flujo de instrucciones sin tener que volver a enviar un dirección del programa después de cada acceso a los datos.

Mapa de direcciones

El 8061 tenía un archivo de registro interno de 240 bytes, desde la dirección 0010H a 00FFH. Las direcciones de E/S eran de 0002H a 000FH. En toda la familia 8061, la dirección 0000H estaba reservada para un registro cero constante. Esto permitió el uso de direccionamiento relativo para acceder a direcciones absolutas. El puntero de la pila estaba en 00010H. 8061 podría abordar 64K de memoria. El reinicio fue a 2000H. Los vectores de interrupción estaban en las 2010H.

Proceso, paquete

El 8061 se construyó mediante un proceso de puerta de silicio N-MOS de 3 micrómetros. Se utilizaron paquetes planos de plástico de 68 pines, paquetes cerámicos y paquetes DIP de 40 pines, según los requisitos de número de pines de E/S de un diseño de módulo en particular.

Derivados

Ford creó las instalaciones de Ford Microelectronics en Colorado Springs en 1982 para propagar la familia EEC-IV, desarrollar otros circuitos personalizados para su uso en automóviles y explorar el mercado de circuitos integrados de arseniuro de galio. Las piezas de esa familia incluían el 8063, que nunca llegó a producirse. La familia también incluía el 8065, producido en grandes volúmenes, que incorporaba un controlador de memoria que le permitía direccionar una memoria de 1 megabyte, considerablemente mayor que los 64K de los 8061 y 8096.

El 8063, 8065 y posteriores EPIC eran derivados de CMOS capaces de reducir el consumo de energía.

El 8065 tenía un conjunto de instrucciones mejorado, espacio de registro adicional y una E/S muy mejorada. Como resultado, el 8065 tenía un archivo de registro desde la dirección 0020H a 03FFH, direccionable en 4 bancos. Las direcciones de E/S eran de 0002H a 001FH. El puntero de la pila estaba en 00020H.

HSI

El 8061 tenía un sistema de captura de eventos de 8 canales para medir y cronometrar entradas pulsadas. Se capturó un valor de temporizador de 16 bits en un FIFO junto con el nuevo estado de los 8 pines cada vez que se detectó una transición en un pin habilitado. El FIFO se implementó en una pequeña RAM dinámica.

El HSI se utilizó, por ejemplo, para registrar tiempos de eventos del sensor de posición del cigüeñal, que se utilizaron para determinar la velocidad del motor.

HSO

El 8061 tenía un sistema de salida de generador de pulsos de 10 canales para generar salidas temporizadas. Básicamente, tenía una pequeña memoria direccionable por contenido (CAM) que comparaba los tiempos de los eventos con el mismo temporizador de 16 bits utilizado para el sistema HSI. La hora de cada evento se escribió en CAM junto con un comando. Cuando se encontró una coincidencia de una ubicación CAM con el temporizador, se ejecutó el evento y la ubicación CAM volvió a un grupo vacío. La CAM se simuló con RAM dinámica y un comparador. El HSO se utilizó para diversos fines, incluida la sincronización del pulso de inyección de combustible.

ADC

El 8061 y sus derivados tenían un convertidor analógico a digital multicanal en el chip del procesador. Esto se utilizó para fines tales como detectar la temperatura del motor y el ángulo del acelerador, y para leer el sensor de oxígeno de los gases de escape.

Interrupciones

El 8061 tenía un sistema de interrupción de prioridad vectorial de 8 canales. El último 8065 proporcionó 40 canales, de los cuales 32 estaban vinculados al sistema de eventos HSI/HSO.

Puerto serie

Varios miembros de la familia 8061 tenían un puerto serie personalizado en el chip. Este fue pensado como un expansor de puertos y no como un UART de uso general.

Memoria complementaria

El 8061 se usó con una familia de otros dispositivos, incluido el 8361, una memoria complementaria que tiene ROM y algo de RAM. En módulos posteriores, la memoria EPROM programable una sola vez (OTP) fue sustituida por la memoria original programada con máscara, lo que simplificó enormemente la logística dada la amplia variedad de códigos ROM necesarios en cada año de modelo.