16-bit

Unter 16-Bit-Architektur versteht man in der EDV eine Prozessorarchitektur, deren wesentliche Wortbreite 16 Bit beträgt.

Inhaltsverzeichnis

Architekturen

  • Die PDP-11 war der 16-Bit Nachfolger der 8-Bit PDP-8 der Digital Equipment Corporation
  • Die WDC 65816/65802 Prozessoren von Western Design Center sind die 16-Bit Nachfolger der 8-Bit 6502 Serie von MOS Technology
  • Die Intel 8086, 80186 und 80286 der Intel 80x86 Familie waren mit 16-Bit Registern ausgestattet, die Basisadressen wurden erweitert durch eine Segment-Adressierung und den EMS-/XMS-Standards, sodass sich Speicher bis 1 MB direkt und bis 16 MB über Mapping ansprechen ließ. Ab dem 80386 wurde die Familie auf eine 32-Bit Archtiktur erweitert.
  • Die Motorola 68000 und 68010 Prozessoren der 68000er Familie waren mit externem 16 Bit Datenbus und interner 16 Bit ALU ausgelegt, das Programmiermodell orientierte sich jedoch von Anfang an einer 32 Bit Verarbeitung, die in späteren Designs voll umgesetzt wurden.

Design

Vereinfacht dargestellt bedeutet 16 Bit, dass die Prozessoren durch ihr Design so ausgelegt sind, dass 16 Bit (also 2 Byte) gleichzeitig bzw. während eines Taktes verarbeitet werden können. Das schließt die externe und interne Gestaltung von Daten- und Adressbussen, die Ausführung des Registersatzes sowie der Recheneinheiten mit ein. Weiterhin findet sich im Befehlssatz meist eine speziell auf 16 Bit angepasste Umsetzung eines Teils der gängigen Adressierungs-Arten.

Programmiermodell

Unter der Programmiersprache C schlägt sich die Anzahl der Bits insbesondere bei der Größe der Datentypen void* und int nieder. Dies erfolgte schon zu einer Zeit, in der auch erste 32-Bit Systeme existierten. Zur Repräsentierung der schnellen Prozessoroperationen setzte man hier den Int-Typ auf 16-Bit. Da dieser für viele Berechnungen jedoch zu knapp war, setzte man den Long-Typ auf das doppelte, nämlich 32-Bit. Abgekürzt nennt man diesen IP16.

Die ersten verbreiteten Betriebssysteme wie DOS arbeiteten mit IP16 (small-Model), jedoch wurde hier frühzeitig eine Segmentierung hinzugefügt, so dass auch 16+16 segmentierte Zeiger existierten, die effektiv nur in 32 Bit gespeichert werden können. Analog kann dies als LP32 abgekürzt sein, was für die 32-Bit-Architekturen dann übernommen wurde. Die meisten Unix-artigen Systeme wurden in Kompatibilität zu 32-Bit-Architekturen frühzeitig als ILP32 Typmodell aufgefasst, bei der auch der Int-Typ 32-bit ist, obwohl in 16-Bit-Architekturen Programme durch die halbe Wortbreite verlangsamt laufen können.

Siehe auch


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