right|thumb|212px|Patillaje del RCA COSMAC CDP1802 en encapsulado DP-40Amarillo = Power;Verde = Salida;Azul = Entrada;Rojo = I/O Tri-State. right|thumb|212px|RCA CDP 1802 right|thumb|212px|Foto del die del RCA CDP1802 El RCA CDP1802 es un microprocesador de 8bits LSI (Large Scale Integration) en formato DIP40 fabricado en tecnología CMOS implementado utilizando la arquitectura COSMAC (Complementary Symmetry Monolithic Array Computer) lanzado por RCA a principios de 1976, siendo el primer microprocesador de la compañía en un solo chip. Es la segunda versión del COSMAC1801 primer microprocesador CMOS, que estaba formado por dos circuitos, reunidos en uno solo en el1802. Los aficionados por lo general se refieren a el simplemente como "el1802". En la actualidad sigue siendo fabricado por Intersil Corporation como un microprocesador de alta fiabilidad. El1802 tiene una arquitectura diferente de la mayoría de los otros microprocesadores de 8bits.
En 1970 y 1971, Joseph Weisbecker desarrolló una nueva arquitectura de computadoras de 8bits.An Eight-Bit Micro-Processor, RCA Technical Report, PRRL-7l-TR-207 RCA publicó el trabajo de Weisbecker como el COSMAC 1801U y 1801R (también conocido como TA6889/TA6890 y TC 1084/TC 1085) a principios de 1975, utilizando su proceso CMOS (llamado COS/MOS, acrónimo de Complementary Silicon/Metal-oxide Semiconductor). En 1976, un equipo liderado por Jerry Herzog integró los dos chips en uno, el1802.
Los sucesores del1802 son el CDP1804, el CDP1805 y el CDP1806, que tienen un conjunto de instrucciones extendido, otras características mejoradas (como RAM y ROM incorporadas y un temporizador incorporado), con algunas versiones funcionando a velocidades de reloj más rápidas, aunque no con una diferencia de velocidad significativa. Algunas características también se pierden, como la funcionalidad de cargador de arranque automático DMA. También hay algunos cambios menores en la función de los pines.
Introducción El RCA1802 tiene un diseño CMOS de núcleo estático sin una frecuencia de reloj mínima, de modo que puede ejecutarse a velocidades muy bajas y baja potencia, incluyendo una frecuencia de reloj de cero para suspender el microprocesador sin afectar su funcionamiento. Tiene dos buses separados de 8pines: un bus de datos bidireccional de 8bits y un bus de direcciones multiplexando la parte alta y baja de las direcciones en dos ciclos, al contrario de lo normal, que es multiplexar las direcciones y los datos.
El1802 tiene un puerto de salida (Q) de un solo bit, programable y comprobable, y cuatro pines de entrada que son probados directamente por una rama de su conjunto de instrucciones (EF1-EF4).
Puede direccionar 64K de memoria, RAM y ROM en cualquier combinación. Mantiene un espacio separado para periféricos que controla mediante cuatro líneas N, que toman un valor1 a 7 cuando se direcciona un periférico. Permite la transmisión de datos entre memoria y periféricos directamente, sin pasar por el acumulador. Contiene un DMA rudimentario, utilizando R2 como puntero.
Su modo entrada/Salida (I/O) es flexible y programable, y tiene un reloj monofásico con un oscilador integrado. Su conjunto de registros consta de dieciséis registros de 16bits. El contador de programa (PC) puede residir en cualquiera de estos, y se puede configurar mediante la instrucción SEP Rn, proporcionando una forma sencilla de implementar múltiples PCs y realizar llamadas de subrutina. (Vea las llamadas de subrutina más abajo). De forma similar, los punteros y el direccionamiento indirecto usan el registro X (instrucción SEX Rn), o los 16registros pueden usarse como registros de propósito general. Las interrupciones DMA In y Out utilizan registros específicos.
Arquitectura El 1802 consta de un array de 16registros de 16bits, R0 a R15. Cualquiera de estos registros se puede usar como contador de programa, punteros de datos, punteros de pilas o simplemente para guardar datos. Tras el reset, R0 es el contador de programa. Se puede mover la información de los registros al acumulador y viceversa, la parte alta (R0.1) y la parte baja (R0.0) separadamente. Además de los registros, el 1802 contiene: D: Acumulador de 8bits. P: Indica que registro actúa como contador de programa. Es de 4bits. X: Indica que registro actúa como puntero de datos. Es de 4bits. DF: Indicador de acarreo. Un bit. Q: Flag de usuario. Un bit. EI: Habilita la interrupción. Un bit. T: Registro temporal que contiene los valores de P y X, se usa bajo control del programa. Instrucciones y direccionamientos La única forma que el 1802 tiene para acceder a la memoria es indirectamente a través de los registros. Esto es M(R(n)), pero permite incrementar el registro, es decir: M(R(n)++), de modo que R(n) queda apuntando al siguiente byte. Como el contador de programa es uno de los registros, el direccionamiento inmediato no es más que M(R(P)++). Es necesario incrementar el registro para que apunte a la siguiente instrucción. No existen saltos relativos, sino que se dividen en tres tipos: Cortos, que cambian la parte baja del contador de programa, esto es: M→R(P).0 Largos, que cambian los 16 bits, permitiendo saltar a cualquier parte de la memoria. Skip, que solo salta un byte. También existe un Skip Long incondicional que salta dos bytes. No posee aritmética BCD, aunque sus derivados 1805 y 1806, sí. Tiene instrucciones que realizan tanto la resta "acumulador menos memoria", D - M(R(N))→ D, como "memoria menos acumulador", M(R(N)) - D → D. Carece de pila, de modo que ésta, si se usa, debe mantenerse mediante programa. Las versiones 1805 y 1806 incluyen "Standard Call" y "Standard Return". Son más lentas que modificar P, pero permiten un número ilimitado de subrutinas anidadas.
Versiones La tecnología del 1802 lo hizo atractivo para aplicaciones donde el bajo consumo era prioritario: equipos portátiles y militares. Para este ámbito, así como el aeroespacial existen versiones "endurecidas" (Hardened) frente a radiación y en silicio sobre zafiro (SOS). Huges lo fabricó como segunda fuente y en 2006 Harris lo mantiene en su catálogo, tanto comercial como hardened. El 1806 es un 1802 con el juego de instrucciones extendido y temporizador. El 1805 es un 1806 con RAM interna.
Aplicaciones Resistencia a la radiación Además de la tecnología C2L CMOS de "silicio en masa", el 1802 también estaba disponible fabricado en la tecnología Silicon on Sapphire (SOS) de proceso de semiconductores, que le da un grado de resistencia a radiación y a la descarga electrostática (ESD). Junto con sus capacidades extremas de baja potencia, esto hace que el chip sea adecuado en aplicaciones espaciales y militares (también, en el momento en que se introdujo el 1802, muy pocos, si es que los había, microprocesadores resistentes a la radiación estaban disponibles en el mercado). La versión resistente a la radiación del 1802 fue fabricada por Sandia National Laboratories bajo acuerdo con RCA.
Tecnología espacial y ciencia El 1802 fue utilizado en muchas naves espaciales y programas de ciencia espacial, experimentos, proyectos y módulos. La sonda espacial Galileo utiliza múltiples (~20) microprocesadores 1802. Se ha afirmado a menudo incorrectamente que el 1802 ha sido utilizado en las Viking y Voyager , pero no estaba disponible en el momento en que esas nave espacial fueron diseñadas, y las fuentes primarias describen las computadoras de Viking y de Voyager como arquitecturas muy diferentes al 1802, no estando basadas en microprocesador.http://www.retrotechnology.com/memship/1802_spacecraft.html COSMAC 1802 History in Space El 1802 ha sido ampliamente utilizado en satélites de órbita terrestre, principalmente para su computadora primaria, pero desde la década de 1990 su uso como una computadora de control de vuelo de baja complejidad y sistemas de telecomunicaciones ha dominado. La Fase 3-D de AMSAT (también conocida como AO-40, probablemente el último 1802 lanzado al espacio en 2000) AMSAT History Varios satélites OSCARhttp://www.retrotechnology.com/memship/amsat.html The COSMAC 1802 and AMSATs, OSCARs and UoSATs UoSAT-C UoSAT-1 UO-9 MAGSAT El 1801 de dos chips predecesor del 1802 se utilizó en satélites AMSAT anteriores. También se ha verificado en la documentación de la NASA que ha sido utilizado en: EL Telescopio espacial Hubble La Sonda Magellan Venus Sonda espacial Ulysses El 1802 también se usó en MASCOT (MIT Astronomical Spectrometer/Camera for Optical Telescopes), un instrumento de viaje desplegado en muchos telescopios a principios de los años ochenta. Al menos uno de los 57experimentos a bordo del Long Duration Exposure Facility (LDEF: Módulo Experimental Espacial de Larga Duración) de la NASA (lanzado y recuperado por un Transbordador espacial), the Thermal Control Surfaces Experiment (TCSE - Experimento de Superficies de Control Térmico), utilizó el 1802. Un dispositivo de seguridad basado en 1802, el Electronic Fill Device (dispositivo de llenado electrónico), se utilizó junto con el sistema de comunicaciones seguras del transbordador espacial estadounidense, como un sistema de cifrado/descifrado basado en tierra para cargar claves de misión secreta en varios sistemas informáticos de tierra y los Shuttle antes del lanzamiento. Los satélites SROSS-C y SROSS-C2 de la Agencia India de Investigación Espacial lanzados en 1992 y 1994, respectivamente, utilizaron un procesador 1802. Se desconoce si los dos primeros satélites que no lanzaron (A & B) incorporaban un 1802. La cámara de transición explosiva (ETC - Explosive Transient Camera) basada en tierra, un monitor de cielo de campo amplio de destellos ópticos celestiales, incorporó un procesador 1802 como controlador para la electrónica de control de instrumentos (ICE). Un procesador 1802 fue una de las CPUs utilizados en el Paquete de Diagnósticos de Plasma Recuperable (RPDP - Recoverable Plasma Diagnostics Package), un satélite eyectable y recuperable con sistemas de soporte de vuelo y tierra, que voló en varias misiones Spacelab del transbordador espacial desde los años80 a la década de 1990. Las sondas espaciales idénticas Vega1 y 2, desarrolladas como un esfuerzo cooperativo internacional en 1985, utilizaron (entre otros procesadores) al menos dos microprocesadores 1802 cada uno en al menos dos instrumentos suministrados por Hungría, el PLAZMAG Comet Plasma Spectrometer y el Espectrómetro de partículas de alta energía TUNDE-M. Un procesador 1802 fue utilizado en el SupraThermal Energetic Particle telescope (STEP), subsistema del instrumento científico Energetic Particles: Acceleration, Composition and Transport (EPACT) ubicado en el satélite aún en funcionamiento de la NASA WIND lanzado en 1994. En 1982, durante la misión STS-3, el transbordador espacial Columbia llevó una carga útil que incluía el experimento Vehicle Charging and Potential (VCAP) como parte del módulo OSS-l, que consistía en una serie de instrumentos montados en un palet del Spacelab. Uno de los instrumentos del VCAP era la Unidad de Interfaz de Control Digital (DCIU - Digital Control Interface Unit), que incorporaba tres procesadores 1802: un microprocesador de control general, un controlador de voltaje de barrido SRPA y un monitor de señalización y visualización. Una de las tres naves espaciales de la misión AMPTE (Active Magnetospheric Particle Tracer Explorers o Exploradores de Trazadores de Partículas Magnetosféricas Activas) el CCE (Charge Composition Explorer), lanzado en 1984, contenía el instrumento de experimentación Medium Energy Particle Analyzer (MEPA), que utilizaba un procesador 1802 resistente a la radiación para su sistema de datos de mando y control.