Intel MCS-48

La serie de microcontroladores MCS-48 , el primer microcontrolador de Intel , se lanzó originalmente en 1976. Sus primeros miembros fueron el 8048 , el 8035 y el 8748. El 8048 ^{[ 1 ]} es posiblemente el miembro más destacado de la familia.

Inicialmente, esta familia de semiconductores se fabricaba con tecnología NMOS ( semiconductor de óxido metálico de tipo n ). A principios de la década de 1980, se empezó a fabricar con tecnología CMOS . Su producción continuó hasta la década de 1990 para dar soporte a diseños más antiguos que aún la utilizaban.

La serie MCS-48 cuenta con una arquitectura Harvard modificada , con ROM de programa interna o externa y de 64 a 256 bytes de RAM interna (en el chip) . La E/S se asigna a su propio espacio de direcciones , separado de los programas y los datos.

Aunque la serie MCS-48 fue finalmente reemplazada por la exitosa serie MCS-51 , siguió siendo muy popular incluso en el año 2000 debido a su bajo costo, amplia disponibilidad, conjunto de instrucciones de un byte de bajo consumo de memoria y herramientas de desarrollo consolidadas. Por ello, esta arquitectura todavía se utiliza en dispositivos electrónicos de consumo de gran volumen y precio accesible, como mandos a distancia para televisores, teclados de ordenador y juguetes.

La serie MCS-48 se utilizaba habitualmente en teclados de ordenadores y terminales, convirtiendo las pulsaciones de teclas en protocolos que los circuitos digitales podían interpretar. Esto también permitía la comunicación en serie, reduciendo el número de conductores necesarios en los cables de los teclados externos. El microcontrolador 8048 se ha utilizado en esta aplicación desde su lanzamiento en 1978.

El Tandy/Radio Shack TRS-80 Modelo II , lanzado en 1979, utilizaba el procesador 8021 en su teclado. ^{[ 3 ]} El procesador 8021 escanea la matriz de teclas, convierte los cierres de los interruptores en un código de 8 bits y luego transmite ese código en serie a la interfaz del teclado en el sistema principal. También acepta comandos para encender o apagar los LED indicadores. El 8021 también se utilizó en los teclados de los modelos TRS-80 12, 12B, 16, 16B y Tandy 6000/6000HD. ^{[ 4 ]}

El teclado original del IBM PC y el teclado de su predecesor, el IBM System/23 Datamaster, utilizaban un 8048 como microcontrolador interno . ^{[ 5 ]} El PC AT sustituyó el chip de interfaz periférica Intel 8255 del PC en las direcciones de puerto de E/S 0x 60–63 por un 8042 accesible a través de las direcciones de puerto 0x60 y 0x64 . ^{[ 6 ]} Además de gestionar la interfaz del teclado, el 8042 controlaba la función de activación de línea A20 para la CPU Intel 80286 del AT y podía ser controlado por software para reiniciar el 80286 (a diferencia del 80386 y procesadores posteriores, el 80286 no tenía forma de cambiar del modo protegido al modo real excepto reiniciándolo). Los PC compatibles posteriores integran las funciones del 8042 en sus dispositivos de E/S superiores .

El 8048 se utilizó en la consola de videojuegos Magnavox Odyssey² , la serie Korg Trident , ^{[ 7 ]} y los sintetizadores analógicos Korg Poly-61 , ^{[ 8 ]} Roland Jupiter-4 y Roland ProMars ^{[ 9 ]} . El Sinclair QL utilizó el Intel 8049, estrechamente relacionado, para gestionar su teclado, puertos de joystick, entradas RS-232 y audio. La variante 8035, sin ROM, se utilizó en el juego arcade Donkey Kong de Nintendo para generar la música de fondo y algunos de los efectos de sonido del juego.

Todas las instrucciones del MCS-48 tienen una longitud de uno o dos bytes, siendo el 70% de ellas de un byte. El MCS-48 puede direccionar 4096 bytes de memoria de programa, 256 bytes de RAM, 256 bytes de memoria externa y ocho direcciones de E/S de puerto. La mayoría de las operaciones aritméticas y lógicas utilizan el acumulador como parámetro y destino. Ocho ubicaciones de memoria se asignan como registros, por lo que pueden ser direccionadas mediante un campo de 3 bits integrado en muchas instrucciones. Dos de esos registros pueden utilizarse como punteros de memoria. Las bifurcaciones condicionales solo pueden acceder a la página actual de 256 bytes. Las instrucciones JMP y CALL pueden acceder directamente a 2048 ubicaciones. Para acceder a todo el espacio de programa de 4096 bytes, se debe utilizar una instrucción de selección de banco de memoria, que resulta engorrosa. Sin embargo, la instrucción RET puede regresar a cualquier parte del espacio de direcciones. Las interrupciones cuentan con un buen soporte, con registros alternativos para cambios de contexto rápidos y la capacidad de restaurar el estado de los indicadores con la instrucción RETR. Todas las instrucciones se ejecutan en uno o dos ciclos de máquina. Cada ciclo de máquina requiere 15 relojes externos. ^{[ 2 ]}

El 8049 tiene 2 KB de ROM  enmascarada (el 8748 y el 8749 tenían EPROM ) que se puede reemplazar con una ROM externa de 4 KB, así como 128 bytes de RAM y 27 puertos de E/S . ^{[ 10 ]} El bloque oscilador del microcontrolador divide la frecuencia de entrada del reloj por tres y luego divide aún más el resultado en cinco estados de máquina. Usando la frecuencia máxima del cristal de 11 MHz producirá 0,73 MIPS de instrucciones de un solo ciclo . Alrededor del 70% de las instrucciones son de un solo byte y un solo ciclo, pero el 30% necesita dos ciclos o dos bytes, por lo que su rendimiento típico estaría más cerca de 0,5 MIPS.      

La serie UPI-41 es una variante de la MCS-48 destinada a dispositivos periféricos, diseñada para responder bajo demanda en un bus paralelo. Debido a esto, se integró una interfaz de bus de datos paralelo con búfer en estos chips, y se modificaron algunas instrucciones de código de operación para habilitar el funcionamiento de esta interfaz. ^{[ 12 ]}

Philips Semiconductors (ahora NXP ) poseía una licencia para producir esta serie y desarrolló su familia MAB8400 basada en esta arquitectura. Estos fueron los primeros microcontroladores con una interfaz I²C integrada y se utilizaron en los primeros reproductores de discos compactos de Philips ( Magnavox en EE. UU.) (por ejemplo, el CD-100). ^{[ 14 ]}

• Fuentes secundarias de Intel MCS-48
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  Mitsubishi Electric M5M80C39P-6
• 
  FujitsuMBL8742H​
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  Kvazar Kiev KM1816VE48 (Unión Soviética - clon 8748)
• 
  National Semiconductor NS87PC48D (variante piggyback)
• 
  Signetics SCN8048A
• 
  NEC μPD8749HD
• 
  Philips MAF 8049H

• emulador HSE-49

MCS-48

• Microcomputadora de un solo componente MCS-48 (cuaderno para seminarios de aplicaciones). Intel Corporation. 1978.
• Manual de usuario del microordenador MCS-48 (PDF) . Intel Corporation. 1978.
• Smith, Lionel; Moore, Cecil (enero de 1979). "Utilidades de E/S serie y matemáticas para el microordenador 8049" . Intel Corporation. Nota de aplicación AP-49.
• Un emulador de alta velocidad para microcomputadoras Intel MCS-48 . Intel Corporation. Agosto de 1979. Nota de aplicación AP-55A.
• Dahm, Phil; Rosenberg, Stuart (diciembre de 1979). Microcontroladores Intel MCS-48 y UPI-41A . Intel Corporation. Informe de confiabilidad RR-25.
• Manual de microcontroladores (PDF) . Intel. 1984. Número de pedido 210918-002.
• Controladores integrados de 8 bits (PDF) . Intel. 1991. Número de pedido 270645-003.

UPI-41

• Intel (1980). Manual del usuario de UPI-41A (PDF) . Número de pedido 9800504-02 Rev. B.
• Manual del usuario de los periféricos del microprocesador UPI-41A/41AH/42/42AH (PDF) . Intel Corporation. Octubre de 1993. 231318-006.
• Beaston, Johan; Kahn, Jim (mayo de 1980). Un controlador de casete digital 8741A/8041A . Intel Corporation. Nota de aplicación AP-90.

• Arquitectura de la familia MCS-48
• Proyectos de Coprolite 8048 en Wayback Machine (archivado el 17 de julio de 2014)
• Museo de Historia de la Computación, Panel de Historia Oral del Microcontrolador Intel 8048
• Microcontrolador NEC 8741 (imagen del chip de silicio)