(156) El motor de una micro-revolución: MOS 6502

(156) El motor de una micro-revolución: MOS 6502

MOS 6502

A principios de los ’70 un grupo de ingenieros de Motorola estaba convencido de que era posible obtener un microprocesador barato si se planteaba un diseño simple y un proceso de fabricación mejorado respecto a los estándares de la época.  Sin contar con el apoyo de la compañía, este grupo crearía una de las familias de chips que sería el catalizador de la revolución de la computación hogareña, se trata del 6502 y sus sucesores, principal motor de las primeras máquinas de Atari y Apple, entre otros.

Chuck Peddle era uno de los ingenieros líderes en el desarrollo del procesador 6800 de Motorola, en sus reuniones con importantes clientes industriales, se dio cuenta de que la tecnología era apreciada, pero demasiado cara para ser usada en forma masiva.  En conversaciones con sus clientes llegó a la conclusión de que el costo del procesador tenía que bajar de los USD$300 que costaba el 6800 a sólo USD$25 de la época, conclusión que no alegró para nada a los directivos de Motorola que no tenían ninguna motivación para buscar reducir el precio de una tecnología que ya tenía buenas ventas.

Para Chuck y otros ingenieros, se trataba de un interesante desafío técnico y sin contar con el apoyo de Motorola comenzaron a trabajar en los cambios necesarios para mejorar su procesador.  Por una parte el equipo estaba descontento por el escaso apoyo de Motorola, y por otra parte la compañía estaba molesta por la porfía de Chuck y su equipo, finalmente la gota que rebalsó el vaso fue la petición formal de Motorola para detener el proyecto, lo que hizo que Chuck y su equipo decidieran abandonar la compañía, para seguir trabajando en su microprocesador por su propia cuenta.

El grupo se integró a una compañía de bajo perfil llamada MOS, en donde llegaron a un acuerdo para participar en las ganancias que podrían obtener con el nuevo microprocesador, un acuerdo que desde el punto de vista de MOS era conveniente por la baja rentabilidad que significaba en ese tiempo la producción de estos chips. Este acuerdo, junto a la renuncia en masa de Motorola era una demostración de la confianza que tenía el equipo de ingenieros en el producto que estaban desarrollando.

El 6501 demuestra a Motorola que estaban equivocados

MOS 6501

El primer procesador de la serie 6500 fue el 6501. Un hecho inédito que rodeó el desarrollo de este chip fue que Chuck lo diseñó completamente a mano y funcionó en el primer intento, cuando lo normal en esos años era pasar por un proceso de más de 10 intentos fallidos.  Este procesador fue bastante escaso ya que no se hizo con el fin de ser vendido, sino como una forma de demostrar a Motorola lo equivocados que estaban, y que sí se podía construir un microprocesador útil y barato.

Uno de los factores que influyeron en la reducción de los costos de producción fue una innovación de estos ingenieros respecto al proceso de fabricación.  En esos tiempos, la tasa de fallas en la producción era de un 70%, es decir, sólo 7 de cada diez procesadores fabricados iban directo a la basura.  Esto ocurría principalmente debido a que el proceso consistía en crear un gran molde del procesador e ir aplicando reducciones hasta llegar al tamaño real, en estas reducciones siempre ocurrían errores y los ingenieros en MOS encontraron una forma de aplicar correcciones al molde en cada reducción, logrando con este cambio una tasa de éxito de un 70%, es decir, 7 de cada 10 procesadores resultaban perfectos.

El 6501 era totalmente compatible con las placas del Motorola 6800 y podía ser usado como un reemplazo directo a nivel de hardware, lo que motivó una demanda de Motorola por supuesta violación de patentes de sus ex-ingenieros.  Supuesta porque en realidad lo que estaba en juego era la propiedad intelectual, ya que se estaba aplicando el conocimiento de tecnologías que en realidad no estaban patentadas.  Aún así, se llegó a un acuerdo con Motorola y se pagó una suma de unos USD$200.000 para detener el pleito.

MOS presenta el 6502 desafiando a Intel y Motorola

Jobs y Wozniak en 1976

El problema con Motorola provocó la creación del 6502, se trataba de un 6501 pero incompatible con el hardware diseñado para el Motorola 6800. El 6502 debutó en WestCon 1975 al precio exacto de USD$25 que se habían propuesto.  Al principio los asistentes pensaron que se trataba de algún tipo de estafa, ya que no se concebía crear un procesador tan económico, pero en el mismo día Motorola e Intel bajaron el precio de sus procesadores 6800 y 8080 de USD$179 a sólo USD$69, validando al 6502 que se vendió por cientos.

En esos años, Commodore que estaba en el negocio de las calculadoras, estaba pasando por aprietos económicos ya que el negocio iba en bajada y la competencia era cada vez más fuerte.  Como una estrategia para cambiar el rumbo del negocio, compraron a MOS que también estaba pasando por aprietos pero que contaba con la tecnología que ellos necesitaban.

Para Chuck, el negocio de los microprocesadores estaba orientado al mundo industrial, sin embargo mientras visitaba a distintas empresas para tratar de vender el 6502 le dijeron que un par de chicos estaban tratando de usar su procesador para construir un computador personal. El hecho le pareció simpático y accedió a ir a ayudarles a su garage, se trataba nada más y nada menos que de Steve Jobs y Steve Wozniak quienes trabajaban en su primer computador Apple.  Chuck pensaba en masificar el 6502 en las industrias y para nada sospechaba que el gran mercado estaba en los computadores personales. Ni en un millón de años! Según sus propias palabras.

El legado del 6502

Atari 800XL

El 6502 es un procesador de 8 bits, esto quiere decir que todas sus operaciones internas maneja números entre 0 y 255, por otra parte posee un bus de direcciones de 16 bits que le permite acceder hasta 64KB de memoria.  El 6502 normalmente operaba con un reloj entre 1 y 2 Mhz pero dada una misma frecuencia de reloj era capaz de funcionar mucho más rápido que el 6800 de Motorola, gracias a su astuto diseño que reducía el número de ciclos de reloj necesarios para ejecutar una instrucción.  Como pueden ver, ya desde esos años la frecuencia de reloj del procesador se podía prestar para malentendidos.

Entre los computadores que se construyeron en torno al 6502 encontramos el Commodore PET, VIC-20, Apple I y II, BBC Micro y toda la linea de computadores Atari de 8 bits (XL, XE, 400, 800, etc), incluso en otro tipo de dispositivos como la unidad de disco 1541 de Commodore.

En la pionera consola Atari 2600 se utilizó una versión económica del 6502 conocida como 6507, versión que contaba con menos pines y sólo podía acceder a 8KB de memoria.  El Commodore 64 también usó un 6502 modificado, se trataba del 6510 en donde se agregó funcionalidades simples que normalmente se implementaban con circuitería adicional.

Super Nintendo

Sin duda una de las variantes más interesantes del 6502 la encontramos en la consola Nintendo Entertainment System (NES), en donde se usaba un 6502 en que funcionalidad no utilizada en la programación de videojuegos fue reemplazada por generación de sonido, manejo de joysticks y sprites, convirtiendo al procesador en un conveniente sistema integrado en un chip (system on a chip).

El 6502 fue un microprocesador que continuó su legado en el mundo de los 16 bits.  Una versión de 16 bit conocida como 65C816 es el corazón de la consola Super Nintendo.  También encontramos una versión especial del 6502 con modificaciones orientadas a videojuegos en la consola TurboGrafx-16/PC-Engine, en donde se podía cambiar la velocidad del procesador hasta llevarlo a unos 7Mhz.

Como se puede ver, el 6502 estuvo presente en al menos tres frentes de los inicios de la computación hogareña, desde el lado hi-end en Apple hasta computadores menos ambiciosos pero tremendamente exitosos como los de Commodore y Atari.  Lo que impresiona aún mas es ver que el mismo procesador que iniciaba la computación personal fue el que inició el mercado de los videojuegos hogareños con el Atari 2600, y tras la debacle de Atari en 1983 que casi termina con la industria de los videojuegos, vuelve en gloria y majestad en el NES de Nintendo para iniciar un camino sin retorno en este mercado.

Links:
MOS Technology 6502 (Wikipedia)
The rise of MOS Technology & the 6502 (Commodore.ca)