Motorola

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Geschrieben von daneel 01/03/2009 @ 05:39

Tags : motorola, handys, telekommunikation, high-tech, lautsprecher, digital entertainment, festnetztelefone, smartphones

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Motorola 68000

Motorola MC68008.

Die Bezeichnung 68000 kommt laut einer modernen Legende von der Anzahl Transistoren, die der Prozessor besitzt. Tatsächlich ist es jedoch die logische Fortsetzung der Typbezeichnung der älteren 8 Bit Motorola Prozessorfamilie Motorola 6800. Die Architektur der 68000-Familie basiert auf Mainframes, wie z.B. IBM360 sowie der LSI11/PDP11 von Digital Equipment, aber mit einem linearen Adressbereich, auf den ohne Verfahren wie Multiplexing, Segmentierung oder Paging direkt zugegriffen werden kann.

Der 68000er (auch 68k genannt) mit 8 MHz Taktfrequenz kam im 64-poligen DIL-Gehäuse (siehe Bild) auf den Markt. Mit dem Übergang zu höheren Taktraten wurden dann ab 16 MHz nur noch 68-polige PLCC-Gehäuse verwendet.

Der 68000 hat nur eine 16 Bit-ALU und auch einen 16 Bit-Instruktionssatz, der aber sowohl mit 8-, 16- als auch 32-Bit-Datentypen umgehen kann (32-Bit-Architektur). Der MC68020/030/040/060 dagegen hat eine 32-Bit Alu.

Das Kommando (Opcode) ist 16 Bit breit. Drei Bits (m) werden für den Adressierungsmodus verwendet, drei weitere Bits für das benutzte (r) Register bzw. eine Distanzadresse (displacement).

0100 1110 1011 1010 wird so zu JSR (d16,PC). Da hier die PC-relative Adressierung mit Distanzadresse (displacement) zur Anwendung kommt, wird das folgende Wort als vorzeichenbehaftete relative Adresse (displacement) verwendet. Andere Kommandos wie MOVEQ #n,Dx sind sogar vollständig in 16 Bit kodiert.

Die Fähigkeit des 68000, bei fast allen Kommandos auch 32 Bit breite Adressen und Daten anzugeben (die dann natürlich bei einem 16-Bit-Bus in mehreren Zyklen gelesen werden mussten), vereinfachte die Softwareentwicklung ungemein, da es sich quasi um eine 32-Bit-Architektur handelte.

Es ergeben sich nicht wie z. B. beim Intel 8086 Probleme, Datensätze über 64 KB Größe zu adressieren. Wegen der 16-Bit-ALU und des 16-Bit-Datenbusses wird der 68000 oft 16-Bit-Prozessor genannt, er führt jedoch klaglos 32-Bit-Software aus. Wegen der 16-Bit-ALU kostet z. B. eine 32-Bit-Addition die doppelte Zeit. Der Schaltkreis zur Generierung von Adressen hat jedoch volle 32 Bit, so dass z. B. das Durchsuchen eines Textes mit 8 Bit breiten Zeichen nicht langsamer ist, als von einem reinen 16-Bitter zu erwarten wäre. Zudem kann der Text länger als 64 KB sein, ohne Modifikation des Programms. 68000-Software ist 32-Bit-Software.

Der Inhalt der oberen 8 Bit eines Adressregisters wird vom 68000 beim Speicherzugriff ignoriert. Dadurch ist es möglich, diese Bits frei zu nutzen, beispielsweise für Meta-Informationen zu einem Zeiger (pointer). Bei späteren Prozessor-Generationen aus der 68000-Familie mit 32 Bit externem Adressbus führt dies offensichtlich zu Problemen. Da diese Art der Programmierung aber auf den frühen Macintosh-Rechnern sehr verbreitet war, hatten spätere Macintosh-Versionen mit 68020-Prozessor ohne Memory Management Unit (MMU) einen speziellen Baustein, genannt Address Management Unit (AMU), anstelle der MMU, der die oberen 8 Bit von Adressen optional ausmaskierte, um alte Software in einem 24-Bit-Kompatibilitätsmodus verwenden zu können.

Als Prozessor mit Nanocode und Microcode ist der 68000 gewissermaßen auf Hardwareebene durch den Hersteller programmierbar. Das führte zu so interessanten Varianten wie dem 68000-360, der direkt auf dem Chip eine abgespeckte Fassung des IBM-System/360-Befehlssatzes ausführen konnte und für ein kleines 360-Modell von IBM benutzt wurde.

Außerdem ermöglichte dies einen einfachen Weg, um Varianten des Chips zu erzeugen. Die erste davon war der 68008, bei dem nur der Nanocode so verändert wurde, dass der Datenbus nur noch mit 8 Bit Breite angesprochen wurde. Eine weitere Variante war der 68010, der wesentlich besser mit virtuellem Speicher betrieben werden konnte und zudem noch einige Detailverbesserungen aufwies. Ein Ableger des 68010 war der nicht lange verfügbare 68012, der mehr Adressleitungen für größere Speicher zur Verfügung stellte. Später wurden Varianten meist direkt von der ursprünglichen CPU abgeleitet, wie z. B. der 680EC20 vom 68020 (24 statt 32 Adressleitungen) – oder der 68EC040 und der 680LC40 vom 68040 (es fehlten dann entweder die FPU oder die MMU). Ab dem 68020 wurden Schritt für Schritt auch erste 64-Bit-Befehle integriert (für einfache Multiplikationen).

Über drei binär kodierte Interruptleitungen können Interrupts mit sieben unterschiedlichen Prioritäten ausgelöst werden, davon ist die höchste nicht maskierbar. Zusammen mit entsprechenden Peripheriebausteinen sind bis zu 256 vektorisierte Interrupts möglich.

Der Prozesser enthält ferner Steuerleitungen, die signalisieren, ob als nächstes ein Befehl oder Daten geholt werden. Dies ermöglicht den Aufbau von Rechnern mit getrenntem Speicher für Programme und Daten (Harvard-Architektur).

Bereits zu Beginn der 1980er Jahre fand die CPU, dank optionaler MMU, auch ihren Weg in die Unix-Welt. Sie wurde in hohen Stückzahlen in die Workstations von Apollo Computer (Apollo), HP (HP 9000-300) und Sun (Sun-1) oder auch von Digital Equipment Corporation (Vax 100) und SGI verbaut.

Mitte der 1980er Jahre folgten dann Personal- und Home Computer, der erste war Lisa von Apple, die schon bald vom Macintosh (Mac) abgelöst wurde. Er wurde auch im Commodore Amiga und Amiga 2500 UX, im Atari ST und Sinclair QL (68008) sowie in Spielkonsolen wie dem Sega Mega Drive oder dem Neo Geo eingesetzt. Auch in Schachcomputern (wie z. B. im Fidelity Mach IV als 68020 mit 20 MHz und Mephisto Amsterdam als 68000 mit 12 MHz) wurde der Prozessor verwendet. In Taschenrechnern von Texas Instruments wie dem TI-89 (Titanium), TI-92 (Plus) und Voyage 200 findet er heute noch Anwendung. Im Airbus A320 steuert er den Elevator Aileron Computer (ELAC), der Teil des Flugsteuerungs-Systems ist.

Das Haupteinsatzgebiet des Prozessors waren und sind Steuerungsrechner in der Industrie, meist mit einem Echtzeitbetriebssystem wie OS-9 oder pSOS, Nucleus oder Linux68k, wobei Letzteres kein Echtzeitbetriebssystem im eigentlichen Sinne ist. Dieser Einsatz und die rasante Verbreitung war nicht zuletzt möglich, dank der exzellenten Interruptarchitektur und in der (fast) unschlagbaren Kombination mit dem VMEbus. In hoher Stückzahl fand sich dieser Prozessor auch in Laserdruckern. Zusätzlich wurde er auf LAN-Karten (Schneider und Koch) oder auf SCSI Kontrollern (DPD) aber auch in Modems (Zyxel) verwendet. Auch die Automobilindustrie - vornehmlich (Motor-) Steuergeräte bevorzugte bis zum Erscheinen des PowerPC den Einsatz der MC683xx Controller Familie.

Die Hochleistungsmodelle der 68000-Familie sind der 68040 und 68060 (bis 66 bzw. 75 MHz). Da Apple nach dem 68040 auf PowerPC-CPUs gewechselt ist (und seit 2006 die x86-CPUs von Intel verwendet), wurde der 68060 nur noch in Erweiterungskarten für den Amiga und dem Atari Falcon 030 (CT60) sowie für spezielle Anwendungen (z. B. in eingebetteten Systemen wie in BMW-Modellen der 1990er Jahre oder hochleistungsfähigen Schachcomputern) verwendet. Mit dem Wechsel auch von Amiga auf PowerPC war dann endgültig das Ende erreicht – die strategischen Interessen Motorolas lagen bei Apple und IBM.

Mittlerweile ist der eigentliche 68000 praktisch verschwunden, wird aber noch in Wahlcomputern der Firma Nedap eingesetzt. Motorola fertigt aber eine Vielzahl von Microcontrollern, die vom 68000 abstammen. Die Motorola-Coldfire-Familie (auf 68k basierende Entwicklung) ist weiterhin im Bereich eingebetteter Systeme sehr beliebt und geht bis zum V5 mit 400MHz, der in HP Laserdruckern Verwendung findet. Die DragonBall Ableger treiben noch immer die Einsteigermodelle der Palm PDAs an und sind in Handys weit verbreitet.

Ein prominentes Beispiel für ein Coldfire-basiertes (und noch dazu Amiga-inspiriertes) System war die Metabox-1000-SetTopBox, die allerdings nie auf den Markt gekommen ist.

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Motorola A780

Das Motorola A780 ist ein von Motorola produziertes klappbares Mobiltelefon. Das auf Linux basierende Smartphone ist in einer asiatischen und seit August 2005 auch in einer europäischen Version (auch A780+ genannt) erhältlich. Die europäische Version unterscheidet sich von der asiatischen durch das Fehlen der Spracherkennung und das Vorhandensein eines integrierten Navigationssystems. Das A780 verfügt über einen Touchscreen mit einer Auflösung von 240 × 320 Pixeln. Im geschlossenen Zustand ist dieser durch ein Fenster in der Klappe teilweise sichtbar. Über die numerische Tastatur, die sich auf der Klappe unter dem Fenster befindet, können die Basisfunktionen des Telefons auch bei geschlossener Klappe aufgerufen werden.

Das A780 zeichnet sich gegenüber anderen Smartphones durch eine geringe Größe von 107 × 54 × 24 mm, einen günstigen Preis und eine hohe Systemstabilität aus. Kritisiert wurde es aufgrund der unausgereiften PIM-Funktionalität, des eingeschränkten Angebots an zusätzlicher Software und der Akkulaufzeit (diese beträgt je nach Nutzung und Displayeinstellungen zwei bis vier Tage; bei der Verwendung von bestimmten SIM-Karten des Netzbetreibers O2 muss GPRS aktiviert sein, sonst sinkt die Akkulaufzeit drastisch). Andererseits wird es von den Kunden wegen seines Mobilinux-Betriebssystems und den damit verbundenen Möglichkeiten geschätzt.

Das A780 verfügt über einen integrierten GPS-Empfänger, der zusammen mit der Software CoPilot von ALK Technologies das Navigieren per Satellitenortung ermöglicht. Die Funktion des Navigationssystems ist dabei zunächst auf eine von neun wählbaren europäischen Regionen eingeschränkt, kann aber durch eine kostenpflichtige Freischaltung auf ganz Europa ausgeweitet werden. Ein Update des Kartenmaterials oder der zugehörigen PC-Software, die es erlauben würde, Kartenmaterial ins Handy einzuspielen, wurde vom Hersteller ALK Technologies nicht produziert. Ein Erwerb aktuellen Kartenmaterials ist A780-Besitzern daher nicht möglich.

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Motorola BMD

Motorola BMD (einfache Ausführung ohne Mithörfunktion) in der Ladestation

Der Motorola BMD ist ein Funkmeldeempfänger. Er dient zur Alarmierung oder Benachrichtigung von Personen oder Personengruppen über ein Funknetz. Das Gerät kommt überwiegend bei den BOS zum Einsatz. Das Gerät ist tragbar und kann durch seinen Clip auf der Rückseite auch am Gürtel getragen werden.

Wird eine der kodierten 5-Ton-Folge empfangen, ertönt zunächst ein Alarmton. Dieser kann je nach erkannter 5-Ton-Folge ein Intervall-Piepton oder ein Dauerton sein. Anschließend wird der Empfänger geöffnet und der Funkverkehr hörbar. Wird für eine gewisse Zeit kein Signal/Träger mehr empfangen geht der BMD in den Modus "Anruferinnerung". Dabei wird der Empfänger wieder stumm geschaltet, alle 30 Sekunden ertönt ein kurzer Piepton. Zum Einschalten des Gerätes und zum Einstellen der Lautstärke dient ein Drehschalter auf der Stirnseite des Gerätes. Die Lautstärke kann damit in zwei verschiedenen Lautstärkestufen eingestellt werden. Weiterhin befindet sich dort einen Taster zum Rücksetzen des FME nach Beendigung der Alarmierungsdurchsage (der FME wird wieder stumm geschaltet und ist anrufbereit). Eine 2,5mm Klinkenbuchse dient zum Anschluss eines Ohrhörers. Mit einem zweiten optionalen Drehschalter kann das Gerät zum Mithören des Funkverkehrs genutzt werden. Als weitere Option ermöglicht der zweite Drehschalter die Nutzung der sognenannten "Mem-O-Lert"-Funktion. Wird der Schalter in die Position "M" gebracht, wird ein eingehender Alarm nicht sofort wiedergegeben, sondern erst, wenn der Schalter aus der Stellung "M" zurückgestellt wird.

Als Spannungsversorgung dient dem Melder ein spezieller 2,6V Akku, der von Motorola angefertigt wurde. Zwischenzeitlich gibt es diese Akkus auch von anderen Herstellern.

Das Gerät wurde 1984 eingeführt und war der Nachfolger des Typs "Pageboy II". Der BMD ist auch heute noch flächendeckend bei vielen Organisationen verbreitet, die analog Alarmieren. Neben dem Einsatz im hauptamtlichen Bereich bei Rettungsdienst oder der Feuerwehr, ist das Gerät aufgrund seiner einfachen Handhabung, seinem geringen Funktionsumfang und der Kostengünstigkeit vor allem bei ehrenamtlichen Organisationen wie dem Katastrophenschutz oder den Bereitschaften des Roten Kreuzes und anderer Hilfsorganisationen weit verbreitet. Zusätzlich ist das Gerät oft im Einsatz unter wiedrigen Bedingungen (Baustelle, Werkhallen usw.). Dies liegt zum einen an der sehr hohen Lautstärke des Gerätes sowie seiner Robustheit gegen äußere Einflüsse (massives Gehäuse, Lautsprecher staubgeschützt).

Von Funkamateuren werden besonders die 2-Meter Band Geräte gerne für das 2m Amateurfunkband umgebaut und für die Alarmierung im Notfunk genutzt.

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Motorola 68881

Motorola 68881

Die MC68881 und MC68882 von Motorola waren Fließkommakoprozessoren, die mit den Prozessoren MC68020 und MC68030 an deren Coprozessorschnittstelle, oder auch als Peripheriebaustein für beliebige andere Prozessoren verwendet werden konnten.

Mit den MC68881/MC68882 wurde der Befehlssatz der MC68020 oder MC68030 um diverse Fließkommaoperatinen erweitert, sowie um 8 Fließkommaregister mit jeweils 80 Bit Länge und dazugehörige Statusregister. Die MC68881/MC68882 setzen den IEEE754 Standard weitgehend vollständig und korrekt um. Als Zahlenformate werden einfache (single, 32Bit), doppelte (double, 64Bit) und erweiterte (extended, 80Bit) Genauigkeit sowie gepackte BCD Darstellung unterstützt.

Neben den Grundrechenarten werden auch trigonometrische und exponentiale Funktionen, sowie Formatumwandlungen unterstützt.

Zwischen dem MC68881 und MC68882 gibt es relativ wenig Unterschiede. Es handelt sich dabei praktisch um den gleichen Chip, jedoch verfügt der MC68882 über einen überarbeiteten Microcode, der intern die parallele Ausführung einiger Funktionen erlaubt, z.B. können Formatumwandlungen parallel zu Rechenoperationen bearbeitet werden. Dadurch erzielt der MC68882 bei bestimmten Operationen eine etwas höhere Leistung als der MC68881.

Bei dem auf den MC68030 folgenden MC68040 Prozessor wurde die Fließkommaeinheit mit integriert. Der Befehlssatz ist mit den MC68881/MC68882 weitgehend kompatibel, allerdings werden z.B. die trigonometrischen Funktionen auf dem MC68040 nicht mehr als Befehl, sondern mittels einer Funktionsbibliothek ausgeführt.

Verwendet wurden die FPUs unter anderem bei Atari Mega STE, Atari TT, Atari Falcon030, Amiga 3000 und dem Apple Macintosh II.

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Source : Wikipedia