Pourquoi un quartz de 6,144 MHz pour le microprocesseur Intel 8085 ?
Le microprocesseur Intel 8085 utilise une fréquence de quartz de 6,144 MHz pour une raison d'ingénierie précise : elle correspond exactement au double de la fréquence de fonctionnement interne souhaitée de 3,072 MHz.
L'architecture par division par deux
Le générateur d'horloge interne (CLK GEN) du 8085 divise la fréquence du quartz externe par 2 pour produire les deux signaux d'horloge internes non chevauchants (φ1, φ2) qui pilotent l'ALU, les registres, l'unité de contrôle et l'interface mémoire.
Quartz (6,144 MHz) → ÷2 → Horloge interne (3,072 MHz)
Pourquoi 3,072 MHz en interne ?
- Compromis performance optimal (1976) : Assez rapide pour les opérations 8 bits (≈0,33 µs par cycle), assez lent pour les rendus du procédé NMOS et les puces périphériques abordables (RAM, ROM, PPI, PIC) qui pouvaient suivre sans états d'attente.
- Écosystème de fréquences standard : 3,072 MHz (et son double 6,144 MHz) était un standard industriel courant dérivé de 3,579545 MHz (porteuse de couleur NTSC) ÷ 1,166... ? En réalité, 6,144 MHz = 2 × 3,072 MHz. 3,072 MHz = 3 × 1,024 MHz. 1,024 MHz est une fréquence compatible binaire (2^20 Hz ≈ 1,048 MHz, proche). Elle simplifie la génération de baud rate pour les communications série (1,024 MHz / 16 / 65 = 9600 bauds exactement avec des diviseurs entiers). Cela facilitait la conception de circuits UART/minuterie.
- Disponibilité des composants : Les quartz à 6,144 MHz étaient produits en masse pour les marchés des télécoms, modems et terminaux, assurant faible coût et haute disponibilité.
Résumé
Le quartz 6,144 MHz → ÷2 → horloge interne 3,072 MHz. 3,072 MHz a été choisi pour l'équilibre vitesse/consommation du NMOS des années 70, la simplicité mathématique des baud rates binaires, et la disponibilité standard des composants.