MOS Technology 6502 — 8‑bit microprocessor (1975), geschiedenis & gebruik

Ontdek de geschiedenis en impact van de MOS Technology 6502 (1975): betaalbare, invloedrijke 8‑bit microprocessor gebruikt in Commodore 64, Atari, NES en meer.

De MOS Technology 6502 is een 8-bit microprocessor die in 1975 door MOS Technology werd ontwikkeld. Toen hij werd geïntroduceerd werd hij zeer geprezen vanwege zijn kostprijs — de verkoopprijs lag in de beginperiode rond de US$25, aanzienlijk lager dan concurrerende CPU's destijds — en hij wordt tot op de dag van vandaag geproduceerd als de 65C02 door het Western Design Center (WDC). De 6502 onderscheidde zich niet alleen door lage kosten, maar ook door een compact ontwerp met een klein aantal chips nodig voor complete systemen, een relatief laag stroomverbruik en een efficiënte instructieset die bij veel toepassingen betere prestaties opleverde bij lagere kloksnelheden.

Veel populaire videospelletjesconsoles en computers voor thuisgebruik, zoals de Atari 2600, Atari XL, BBC Micro, Commodore 64, Nintendo Entertainment System en andere systemen, hebben de 6502 en varianten daarvan als hoofdprocessor gebruikt. Ook machines als de Apple I en Apple II, diverse Atari 8‑bit-computers en commerciële embedded systemen maakten intensief gebruik van de 6502-familie.

Geschiedenis

De 6502 werd ontworpen door een team van ingenieurs (onder wie Chuck Peddle en Bill Mensch) die eerder bij Motorola gewerkt hadden aan de 6800. Ze richtten zich op het maken van een concurrerende en vooral goedkope CPU om de pas opkomende markt voor thuiscomputers en spelconsoles te bedienen. De combinatie van prijs, eenvoud en goede programmeerbaarheid zorgde ervoor dat de chip snel populair werd bij fabrikanten van consumentenelektronica en hobbyisten.

Technische kenmerken

• Databus en adresruimte: 8-bit datapad en 16-bit adresbus, waardoor maximaal 64 KiB geheugen direct adresseerbaar is.
• Registerset: accumulator (A), twee indexregisters (X en Y), stackpointer (8-bit), programcounter (16-bit) en statusregister met meerdere vlaggen (N, V, B, D, I, Z, C).
• Instructies en adresseringswijzen: een compacte en efficiënte instructieset met ongeveer 56 basisinstructies en vele adresseringsvarianten (er zijn tot 256 mogelijke opcode‑codes, waarvan een deel ongedocumenteerde 'illegal opcodes' oplevert die door programmeurs zijn benut).
• Snelheid: typische kloksnelheden in originele implementaties lagen rond 1–2 MHz; door efficiënte instructies leverde dit vaak concurrerende prestaties ten opzichte van hogere klokfrequenties van andere CPU's.
• Interrupts: ondersteuning voor maskable IRQ en niet-maskable NMI.
• Stack en zero page: snelle toegang tot het zogenaamde zero page ($0000–$00FF) en een hardwarestack op $0100–$01FF, wat programmeervriendelijke optimalisaties mogelijk maakte.
• Decimalemode: de 6502 ondersteunt BCD-bewerkingen via de decimal-flag in het statusregister (hoewel sommige latere of afgeleide chips deze functionaliteit soms wijzigden).

Varianten en opvolgers

• 6507 — een goedkope 28‑pins variant (minder adreslijnen/pinnen) die gebruikt werd in systemen zoals de Atari 2600.
• 6510 — variant met geïntegreerde I/O-poort, onder meer gebruikt in de Commodore 64.
• 65C02 / 65SC02 — CMOS‑implementaties met bugfixes, extra instructies en lager stroomverbruik; deze worden door het Western Design Center (WDC) geproduceerd en geüpdatet.
• Ricoh 2A03 — aangepaste 6502‑variant met geïntegreerde geluidshardware, gebruikt in het Nintendo Entertainment System; daarbij is de decimalemode vaak uitgeschakeld.
• Daarnaast verschenen tal van klonen en compatibele chips van fabrikanten als Rockwell, Synertek en anderen.

Toepassingen

De 6502-familie vond brede toepassing in uiteenlopende producten:

• Thuiscomputers: Apple II‑serie, BBC Micro, Atari 8‑bit‑computers, Commodore 64 (via 6510).
• Spelconsoles: Atari 2600 (6507), Nintendo NES (Ricoh 2A03) en vele andere arcade- en homeconsoles.
• Embedded systemen en industriële controllers vanwege het lage stroomverbruik, eenvoudige integratie en lage kosten.
• Hobby- en retrocomputinggemeenschappen: emulators, FPGA-implementaties en educatieve projecten houden de 6502 actief in gebruik.

Invloed en erfenis

De MOS Technology 6502 heeft een grote invloed gehad op de ontwikkeling van persoonlijke computers en spelconsoles in de jaren zeventig en tachtig. Door zijn toegankelijkheid en lage kostprijs droeg hij sterk bij aan de verspreiding van computergebruik buiten de professionele markt. Veel ontwerpprincipes en programmeertechnieken die rond de 6502 zijn ontwikkeld, leven voort in retroprogrammering en in hedendaagse embedded systemen. WDC onderhoudt en ontwikkelt CMOS-varianten, waardoor de architectuur technisch en cultureel nog altijd relevant blijft.

Opmerkingen voor moderne lezers: voor wie dieper wil duiken: er bestaan uitgebreide documentatie, assembler‑handleidingen en emulatorprojecten online die praktisch tonen hoe de 6502-programmering in elkaar steekt. De bekende ongedocumenteerde opcodes en de specifieke eigenschappen van zero page- en index‑adressering maken de 6502 ook nu nog interessant voor optimalisatie- en educatieve doeleinden.

Zoek op letter