Intel 8061

El microcontrolador Intel 8061 es especialmente conocido por su uso en la unidad de control del motor automotriz Ford EEC-IV . Pariente cercano del 8096 , el Intel 8061 es fabricado por Toshiba (con los números de modelo 6127 y 6126) y Motorola (ahora Freescale Semiconductor ).

La familia MCS-96 se originó como una variante 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; el M-Bus del 8061 es un bus de modo ráfaga que requiere un contador de programa de seguimiento en los dispositivos de memoria. También existían diferencias considerables en los periféricos de E/S de ambos procesadores: el 8061 tenía 8 entradas HSI (medición de pulsos), 10 salidas HSO (generación de pulsos) completamente separadas de los pines HSI y un convertidor analógico-digital (ADC) de 10 bits sin muestreo con más canales que el 8096. Muchas de las diferencias entre el EEC-IV y el 8096 se debieron a un esfuerzo por compartir pines para reducir el número de pines de E/S y utilizarlos para un bus de interfaz de memoria más convencional.

El procesador 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 del encendido (a menudo junto con un módulo de encendido independiente), la recirculación de gases de escape y otras funciones del motor.

El microcontrolador 8061 contaba con un bus de interfaz de memoria de 8 bits y 11 hilos con modo ráfaga interrumpible, denominado 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 salto actualizaba el contador de programa en los dispositivos de memoria, tras lo cual se leían secuencialmente los datos del flujo de instrucciones. El flujo de instrucciones podía interrumpirse para leer o escribir bytes y palabras de datos utilizando el registro de dirección de datos de la memoria, conservando la copia del contador de programa de la memoria , lo que permitía reanudar la lectura del flujo de instrucciones sin tener que reenviar una dirección de programa después de cada acceso a los datos.

El microcontrolador 8061 tenía un archivo de registros interno de 240 bytes , desde la dirección 0010h hasta la 00FFh. Las direcciones de E/S iban desde la 0002h hasta la 000Fh. En toda la familia 8061, la dirección 0000h estaba reservada para un registro de cero constante . Esto permitía el uso de direccionamiento relativo para acceder a direcciones absolutas. El puntero de pila estaba en la dirección 00010h. El 8061 podía direccionar 64 KB de memoria. El reinicio se encontraba en la dirección 2000h. Los vectores de interrupción estaban en la dirección 2010h.

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

En 1982, Ford creó la planta de Ford Microelectronics en Colorado Springs para impulsar la familia EEC-IV, desarrollar otros circuitos personalizados para automóviles y explorar el mercado de circuitos integrados de arseniuro de galio. Entre los componentes de esta familia se encontraba el 8063, que nunca llegó a producirse en serie. La familia también incluía el 8065, producido en grandes cantidades, que incorporaba un controlador de memoria que le permitía acceder a una memoria de 1 megabyte, considerablemente mayor que los 64 KB de los microcontroladores 8061 y 8096.

Los chips 8063, 8065 y, posteriormente, el EPIC, eran derivados de la tecnología CMOS capaces de reducir el consumo de energía.

El 8065 contaba con un conjunto de instrucciones mejorado, mayor espacio de registros y una E/S mucho más avanzada. Como resultado, el 8065 disponía de un archivo de registros desde la dirección 0020H hasta la 03FFH, direccionable en 4 bancos. Las direcciones de E/S iban desde la 0002H hasta la 001FH. El puntero de pila se encontraba en la dirección 00020H.

El microcontrolador 8061 contaba con un sistema de captura de eventos de 8 canales para medir y cronometrar entradas pulsadas. Un valor de temporizador de 16 bits se almacenaba en una memoria FIFO junto con el nuevo estado de los 8 pines cada vez que se detectaba una transición en un pin habilitado. La memoria FIFO estaba implementada en una pequeña memoria RAM dinámica.

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

El microcontrolador 8061 contaba con un sistema de salida de generador de pulsos de 10 canales para generar señales temporizadas. Este sistema disponía de 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. Cada tiempo de evento se escribía en la CAM junto con un comando. Cuando se encontraba una coincidencia entre una ubicación de la CAM y el temporizador, se ejecutaba el evento y la ubicación de la CAM se devolvía a un grupo vacío. La CAM se simulaba con RAM dinámica y un comparador. El HSO se utilizaba para diversos fines, incluida la temporización de los pulsos de inyección de combustible.

El 8061 y sus derivados contaban con un convertidor analógico-digital multicanal integrado en el chip del procesador. Este se utilizaba para funciones como la detección de la temperatura del motor y el ángulo de la mariposa, así como para la lectura del sensor de oxígeno de los gases de escape.

El 8061 tenía un sistema de interrupción de prioridad vectorizada de 8 canales. El posterior 8065 proporcionaba 40 canales, de los cuales 32 estaban conectados al sistema de eventos HSI/HSO.

Varios miembros de la familia 8061 tenían un puerto serie personalizado integrado en el chip. Este estaba diseñado como un expansor de puertos y no como una UART de propósito general.

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

• Notas técnicas sobre el microcontrolador EEC-IV ( PDF )
• Notas técnicas actualizadas sobre el microcontrolador EEC-IV