揭秘:这款带给无数人童年欢乐的CPU
发布时间:2016-12-01
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揭秘:这款带给无数人童年欢乐的CPU
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1975年,一家名为MOS科技的公司推出一块售价25美元的微处理器,此后,这块CPU被广泛的应用于苹果电脑、任天堂FC及兼容机、学习机等。到了90年代,当时中国学生几乎人手一台的文曲星也用了这块CPU,培养了整整一代中国玩家。

这块CPU的名字叫6502,让我们从其诞生说起。

6502的诞生

6502的发明人是电子工程师Chuck Peddle。1973年,35岁的Peddle加入摩托罗拉公司,负责向客户兜售6800 CPU。这是当时的一款性能优秀的CPU,但就是太贵了,售价300多美元。

摩托罗拉天才工程师Chuck Peddle

于是Peddle试图说服摩托罗拉的管理层设计一种廉价CPU,然而管理层觉得既然6800这么赚钱,为何要去弄个廉价CPU来争夺自己的市场,理所当然的否决了Peddle的建议。

但Peddle仍念念不忘自己的想法,于次年带领Bill Mensch等六位工程师投奔了Mos科技,开始了6502 CPU的研发。

6502的设计目标是“一款比6800性能更好、价格更低的替代品”,11个月之后,6502诞生。

6502是一款8位的微处理器,最大支持内存64KB,其主频和6800一样,都是1MHz,但是因为6502有一个指令流水线(在一条指令执行的同时,就取下一条指令),从而性能显著优于6800。而且由于对制程工艺的要求相对较低,造成6502的良品率出奇的高。

当时6502 CPU在杂志上的广告

1975年下半年,6502开始发售,售价25美元起,价格只有摩托罗拉6800和英特尔8080的1/15。低廉的价格和更好的性能使得6502在CPU市场竞争中脱颖而出。

罗克韦尔国际生产的6502 CPU

为提高产能,MOS科技将6502授权给了罗克韦尔国际和另外一家半导体厂商,再后来又授权给了更多的厂商,使得6502大量出货,这让摩托罗拉6800和英特尔8080苦不堪言,只得降价销售。到了1976年,6800已经被迫降价到35美元,相当于两年前上市价的1/10。

引爆个人电脑革命

为帮助电子工程师们制造个人电脑和其它设备,Peddle还研发了一块名为KIM-1(KeyboardInput Monitor)的开发板,很快KIM-1开始在个人电脑爱好者间流行。Commodore公司采用6502和KIM-1设计了PET,PET很快流行起来,于是Commodore在1976年收购了Mos科技。

1976年4月,自制电脑俱乐部成员,惠普工程师史蒂夫-沃兹用6502搭建出了Apple I的主板。

随后,史蒂夫-乔布斯找人在自己父母车库中手工组装了200台Apple I电脑,并亲自售卖,但最终用了十个月时间才卖出25台,当时一台Apple I的售价为667美元,而现在拍卖价格已达到了100万美元。

沃茨和乔布斯在研究自己捣鼓出来的Apple I主板,Apple I采用6502 CPU

沃茨和乔布斯手持Apple II主板,Apple II也采用6502 CPU

1977年6月,沃茨又用6502打造出Apple II。Apple II系列是一款长寿的个人电脑,并获得了商业上的成功,截至到1993年停产,共卖出500万台以上。

参与6502研发的工程师BillMensch后来创建了WDC公司,继续研究6502架构,任天堂SFC的CPU实际上是他研发的

1978年,参与6502设计的Bill Mensch离开Commodore创立了WDC(Western Design Center)公司,继续6502架构的研发,并推出了W65C02(CMOS版的6502)及W65C816(16位的6502)等CPU产品,其中W65C816在1986年被用于AppleIIGS电脑。1979年,雅达利公司也加入了6502的阵营。

雅达利2600,1977年推出,用的是6507 CPU(6502改进型号)

根据Mensch后来的说法,由于开放授权,使得6502的产量是其它竞争产品的10倍,其优秀的性能和低廉的价格迫使其他CPU厂商降价,为1980年代的个人电脑革命起了推波助澜的作用。

进军家用游戏市场

1981年,在成功推出街机版《大金刚》之后,山内溥委任上村雅之设计任天堂第三代家用游戏主机FC。多年之后,上村雅之在接受The Verge采访时回忆道:“我们起初确实有一些街机方面的经验,想采用同样的大规模集成电路芯片来做,所以我们需要找一家制造商。然而当时能生产这种芯片的制造商都在开足产能马力生产个人电脑芯片,只有一家公司既有最先进生产设备又暂时没有任何订单,这家公司就是理光。”

在FC的CPU选择方面,上村雅之想用Zilog公司的Z80CPU(基于英特尔的8080研发),这块CPU也是之前《大金刚》街机采用的那块,团队对其开发工具熟悉,然而理光却给他推荐了6502.7(6502的改进型,主频1.8 MHz),理光取得了6502的授权,并将其命名为RP2A03。

NES(美版FC)主板,1987年制造,打红框的芯片则是理光的RP2A03G(6502.7),旁边那块理光RP2C02是图像CPU(兼容机多用台湾联华电子UA6538),CPU下方是夏普生产的内存芯片

FC兼容机主板,台湾联华电子UA6527(6502内核)和UA6538的组合,1992年32周生产;韩国现代内存芯片,1992年27周生产

最后,上村雅之及其团队被理光说服,采用了6502.7作为FC的CPU。也正是这块芯片,将未来的社长岩田聪带到了任天堂的身边:当时任天堂没几个人懂6502的开发,而岩田聪则精通CommodorePET电脑的编程,PET正是采用了6502CPU。

就这样,岩田聪也参与到了FC的研发中来:据岩田聪后来回忆,自己曾作为技术专家去给任天堂技术人员科普过一次6502的特性,并向上村雅之传授了“如何用6502节约储存空间”的秘诀。“我给他们讲解了6502到底能做出什么。”

在岩田聪的帮助下,任天堂第一方的游戏开发速度比第三方厂商要快得多,并且能在同样的游戏卡带容量下做出更多的内容和更好的画质。在1983年FC发售之后,岩田聪还亲自为其贡献了《弹珠台》《高尔夫》《F1赛车》《气球大战》和《机车大赛》五款游戏。

SFC上的5A22CPU,理光生产,16位的6502

由于FC取得了巨大成功,任天堂在7年后推出的SFC仍然沿用了6502架构,SFC采用的是16位的理光5A22CPU,这块CPU基于WDC公司65C816研发,主频3.6 MHz,最大支持内存由6502的64KB增加到了16MB。

而除开任天堂,还有一台游戏主机也采用了6502CPU,这就是NEC于1987年发售的PC Engine。PC Engine采用了由Hudson开发,精工爱普生生产的HuC6280A,HuC6280A基于WDC公司的65C02CPU(CMOS版的6502)研发。

在中国大陆,上世纪末红遍大江南北的FC兼容机/小霸王学习机们和后来几乎人手一台的文曲星都采用了6502 CPU。小霸王们多采用台湾联华电子生产的UA6527,可以说这块CPU陪伴了中国80后和90后的童年和少年时代。

经典的文曲星CC800

早期的文曲星电子词典几乎都是6502单片机。2001年,金远见公司推出CC800,提供API接口,配合自带的编程语言GVBasic,可以编写程序,并且可以保存,还可以用数据线联机下载应用和游戏。

金远见公司在官网开辟了一个应用专区,免费供用户下载,国内为此掀起了一股轰轰烈烈的文曲星编程热潮,并涌现出了一批编程牛人和游戏。

2003年左右两款流行的文曲星机型:NC1020和NC3000

文曲星独占游戏《英雄坛说》就是那个时候诞生的,金远见将《英雄坛说》固化到后来的机器当中,使得游戏流传极广,有不少玩家都对这款游戏极为的熟悉。

文曲星上的游戏《英雄坛说》

当年PDA市场尚未兴起,商务通等扩展性差,价格居高不下。同期的文曲星CC800小巧精致,使用一颗CR2032纽扣电池,可以用数据线联机下载应用,因为针对的是学生用户,价格只需要数百元,这些都是其他电子辞典很多年后都没能做到的,以上原因都造成了文曲星在中国的流行。

现在还有相当多的人怀念当年偷偷在课堂上掏出文曲星偷偷玩游戏的时光,甚至有人推出了3DS版的文曲星CC800模拟器,并把《英雄坛说》“移植”到了苹果iOS上。

3DS上的文曲星CC800模拟器

写在最后

从诞生至今的40多年来,6502对个人电脑和家用游戏主机行业产生了极其深刻的影响,无数人的人生因此而改变。虽然小霸王和文曲星早已经不再流行,《英雄坛说》也逐渐被人遗忘,但直到现在,6502仍被运用于数以亿计的工业监测和控制计算机当中,为我们服务。

而你的童年、少年与青年时代,又因为这个CPU产生过怎样的乐趣呢?

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