En la arquitectura de la computadora , los enteros de 16 bits , las direcciones de memoria u otras unidades de datos son aquellos que tienen 16 bits (2 octetos ) de ancho. Además, las arquitecturas de CPU y ALU de 16 bits son aquellas que se basan en registros , buses de direcciones o buses de datos de ese tamaño. Las microcomputadoras de 16 bits son computadoras en las que los microprocesadores de 16 bits eran la norma.
Un registro de 16 bits puede almacenar 2 16 valores diferentes. El rango de valores enteros que se pueden almacenar en 16 bits depende de la representación de enteros utilizada. Con las dos representaciones más comunes, el rango es de 0 a 32,767 (2 15 - 1) para la representación como un número binario ( sin signo ) , y de −32,768 (−1 × 2 15 ) a 32,767 (2 15 - 1) para la representación como complemento a dos . Dado que 2 16 es 65,536, un procesador con direcciones de memoria de 16 bits puede acceder directamente a 64 KB (65,536 bytes) de memoria direccionable por bytes . Si un sistema usa segmentación con compensaciones de segmento de 16 bits, se puede acceder a más.
Arquitectura de 16 bits
El MIT Whirlwind ( c. 1951) [1] [2] fue posiblemente la primera computadora de 16 bits de la historia. Otras computadoras tempranas de 16 bits ( c. 1965-1970) incluyen la IBM 1130 , [3] la HP 2100 , [4] la Data General Nova , [5] y la DEC PDP-11 . [6]
Los primeros microprocesadores de 16 bits con varios chips ( c. 1973-1976) incluyen el National Semiconductor IMP-16 de cinco chips (1973), [7] el NEC μCOM-16 de dos chips (1974), [8] [7] el Western Digital MCP-1600 de tres chips (1975) y el Toshiba T-3412 de cinco chips (1976). [7]
Los primeros microprocesadores de un solo chip de 16 bits ( c. 1975–76) incluyen Panafacom MN1610 (1975), [9] [10] [7] National Semiconductor PACE (1975), General Instrument CP1600 (1975), Texas Instruments TMS9900 ( 1976), [7] Ferranti F100-L y HP BPC . Otros procesadores notables de 16 bits incluyen Intel 8086 , Intel 80286 , WDC 65C816 y Zilog Z8000 . El Intel 8088 era binario compatible con el Intel 8086, y era de 16 bits en el sentido de que sus registros tenían un ancho de 16 bits y las instrucciones aritméticas podían operar en cantidades de 16 bits, aunque su bus externo tenía un ancho de 8 bits.
Un entero de 16 bits puede almacenar 2 16 (o 65.536) valores distintos. En una representación sin signo , estos valores son los números enteros entre 0 y 65.535; utilizando el complemento a dos , los valores posibles oscilan entre -32.768 y 32.767. Por lo tanto, un procesador con direcciones de memoria de 16 bits puede acceder directamente a 64 KB de memoria direccionable por bytes .
Los procesadores de 16 bits han sido reemplazados casi por completo en la industria de las computadoras personales y se utilizan CPU de menos de 32 bits (u 8 bits) en aplicaciones integradas.
16/32 bits Motorola 68000 e Intel 386SX
El Motorola 68000 a veces se llama de 16 bits porque sus buses de datos internos y externos tenían un ancho de 16 bits; sin embargo, podría considerarse un procesador de 32 bits en el sentido de que los registros de propósito general tenían 32 bits de ancho y la mayoría de las instrucciones aritméticas admitían aritmética de 32 bits. El 68000 era un procesador microcodificado con tres ALU internas de 16 bits. Solo 24 bits del contador de programa (PC) estaban disponibles en los paquetes DIP originales , con hasta 16 megabytes de RAM direccionable . El software 68000 tiene una naturaleza de 32 bits y es compatible con otros procesadores de 32 bits de la misma familia. [11] El 68008 era una versión del 68000 con una ruta de datos externa de 8 bits y direccionamiento de 1 megabyte para la versión DIP de 48 pines y 4 megabytes para la versión PLCC de 52 pines. Varios modelos de Apple Macintosh , por ejemplo, la serie LC, usaban procesadores 68020 y 68030 de 32 bits en un bus de datos de 16 bits para ahorrar costos.
Un análisis similar se aplica al reemplazo de la CPU 80286 de Intel , llamado 386SX , que es un procesador de 32 bits con ALU de 32 bits y rutas de datos internas de 32 bits con un bus externo de 16 bits y direccionamiento de 24 bits del procesador que reemplazó.
Aplicación de 16 bits
En el contexto de las plataformas Wintel y compatibles con IBM PC , una aplicación de 16 bits es cualquier software escrito para MS-DOS , OS / 2 1.xo versiones anteriores de Microsoft Windows que originalmente se ejecutaba en Intel 8088 e Intel 80286 de 16 bits. microprocesadores . Dichas aplicaciones utilizaban una representación de dirección de segmento o selector de 20 bits o 24 bits para ampliar el rango de ubicaciones de memoria direccionables más allá de lo que era posible utilizando solo direcciones de 16 bits. Los programas que contienen más de 2 16 bytes (65,536 bytes ) de instrucciones y datos, por lo tanto, requieren instrucciones especiales para cambiar entre sus segmentos de 64 kilobytes , aumentando la complejidad de la programación de aplicaciones de 16 bits.
Lista de CPU de 16 bits
- Angstrem
- CPU de la serie 1801
- Datos generales
- Estrella nueva
- Eclipse
- Corporación de equipos digitales
- PDP-11 (para LSI-11, consulte Western Digital, a continuación)
- DIC J-11
- DIC T-11
- PDP-11 (para LSI-11, consulte Western Digital, a continuación)
- EnSilica
- eSi-1600
- Ferranti
- Ferranti F100-L
- Ferranti F200-L
- Instrumento general
- CP1600
- Hewlett Packard
- HP 21xx / 2000/1000 / 98xx / BPC
- HP 3000
- Honeywell
- Honeywell Nivel 6 / DPS 6
- IBM
- 1130 / 1800
- Sistema / 7
- Serie / 1
- Sistema / 36
- Infineon
- Familia XE166
- Familia C166
- Familia C167
- XC2000
- Intel
- Intel 8086 / Intel 8088
- Intel 80186 / Intel 80188
- Intel 80286
- Intel MCS-96
- Lockheed
- MAC-16
- MIL-STD-1750A
- Motorola
- Motorola 68HC12
- Motorola 68HC16
- Semiconductor nacional
- IMP-16
- PACE / INS8900
- Comité ejecutivo nacional
- μCOM-16
- NEC V20 y V30
- Panafacom
- MN1610
- Renesas
- Renesas M16C (registros de 16 bits, espacio de direcciones de 24 bits)
- Ricoh
- Ricoh 5A22 (clon WDC 65816 utilizado en SNES )
- Instrumentos Texas
- Texas Instruments TMS9900
- TI MSP430
- Toshiba
- Dónde comprar el 3412
- Centro de diseño occidental
- WDC 65816/65802
- Occidente digital
- MCP-1600 (utilizado en el DEC LSI-11 )
- fotocopia
- Alto
- Zilog
- Zilog Z8000
Ver también
- Microprocesador § diseños de 16 bits
- Influencia de IBM PC en el mercado de computadoras personales § Antes de la introducción de IBM PC
- 74181 (componente clave de algunas de las primeras CPU de 16 bits y otras)
- Profundidad de bits de audio : ya que 16 bits es la profundidad de bits más utilizada, por ejemplo, en CD de audio .
Referencias
- ^ "Año 1951" . Museo de Historia de la Computación . (ver también "Año 1943" .).
- ^ Prensa digital, Digital en el trabajo Archivado el 2 de julio de 2013 en la Wayback Machine , Pearson, 1992 ISBN 1-55558-092-0 , págs. 4, 23.
- ^ "El sistema informático IBM 1130" . Archivos de IBM .
- ^ "HP 2116" . Museo de Historia de la Computación .
- ^ "Minicomputadora Data General Nova" . Museo de Historia de la Computación . Archivado desde el original el 17 de mayo de 2013 . Consultado el 11 de junio de 2012 .
- ^ Pearson, Jamie Parker (septiembre de 1992). Digital en el trabajo: instantáneas de los primeros treinta y cinco años . Prensa digital. págs. 58–61. ISBN 978-1-55558-092-6.
- ^ a b c d e Belzer, Jack; Holzman, Albert G .; Kent, Allen (1978). Enciclopedia de Ciencias y Tecnología de la Computación . Volumen 10 - Álgebra lineal y matricial para microorganismos: identificación asistida por computadora. Prensa CRC . pag. 402. ISBN 9780824722609.
|volume=
tiene texto extra ( ayuda ) - ^ "Década de 1970: desarrollo y evolución de microprocesadores" (PDF) . Museo de Historia de Semiconductores de Japón . Archivado desde el original (PDF) el 27 de junio de 2019 . Consultado el 27 de junio de 2019 .
- ^ "Microprocesadores de 16 bits" . Museo de la CPU . Consultado el 5 de octubre de 2010 .
- ^ "Historia" . PFU . Consultado el 5 de octubre de 2010 .
- ^ Familia Motorola M68000, Manual de referencia del programador (PDF) . Motorola, Inc. 1992. sec. 2.4, págs. 2-21.