Zilog Z80

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Zilog Z80
Zilog Z80.jpg
Zilog Z80, одна з найперших партій (23 тиждень 1976 року)
Роки виробництва: липень 1976
Розробник: Zilog
Виробник(и):
Макс. частота CPU: 1 МГц – 20 МГц
Техпроцес: 3 мкм
Набір команд: CISC, розширений набір на базі i8080, 158 основних інструкцій
Ядра: 1
Наступник: Zilog Z180
Роз'єм(и):
новітній Zilog Z80

Zilog Z80 — 8-бітний мікропроцесор, розроблений фірмою Zilog та випущений у продаж в липні 1976. Він широко використовувався як у персональних комп'ютерах та вбудованих системах, так і для військових потреб. Z80 та його похідні з клонами складають одне з найбільш використовуваних сімейств ЦПУ усіх часів, та разом з сімейством 6502 домінували на ринку 8-бітних мікропроцесорів з середини 1970-х до середини 1980-х.

Zilog мала декілька ліцензованих виробників Z80[1], хоча багато країн (особливо СРСР та соцтабір) виробляли власні клони.

Продаж ліцензії Zilog'ом дозволило продуктам маленьких компаній домогтися визнання та конкурувати на світовому ринку з такими гігантами, як Toshiba. Отже, Zilog виробляла менше половини Z80 з моменту його появи. В наступні десятиліття Zilog переорієнтувалася на зростаючий ринок вбудованих систем (для чого спочатку і були створені Z80 та Z180).


Історія[ред.ред. код]

Процесор Z80 був створений, коли один з розробників Intel 8080 Фредеріко Фаггін[en] залишив Intel у кінці 1974 і заснував Zilog разом з Ральфом Унгерманном[en]. Вже у липні 1976 вони випустили Z80 на ринок. Він був розроблений для двійкової сумісності з Intel 8080[2], тому що було багато програм для 8080 (наприклад, операційна система CP/M), які могли працювати на Z80 без модифікації. Масатоші Шима[en] — один з розробників 4004 та 8080, також зробив внесок у розробку.

Переваги Z80 в порівнянні з 8080[ред.ред. код]

  • розширений набір інструкцій: операції з бітами, переміщення блоків, блочні команди вводу/виводу, інструкції пошуку;
  • нові індексні регістри IX та IY з інструкціями прямої база + зсув адресації;
  • поліпшена система переривань;
  • два окремих блока регістрів, між якими можна швидко переключатись, наприклад, для швидкої реакції на преривання;
  • робота від одного 5-вольтового джерела живлення;
  • вбудована схема регенерації динамічної пам'яті;
  • менша кількість мікросхем для обслуговування процесора;
  • значно менша ціна.

Технічний опис[ред.ред. код]

Технічні характеристики[ред.ред. код]

Схема розпіновки
  • Дата анонсу: липень 1976 року
  • Тактова частота (МГц): 2,5 — 8 для основної версії; КМОП-версии от 1 (версия Z80L Z8300-1) до 20; короткие команды исполняются за 4 такта.
  • Розрядність регістрів: 8 біт
  • Розрядність шини даних: 8 біт
  • Розрядність шини адреси: 16 біт
  • Об'єм адресованої па'мяті: 64 Кбайт
  • Кількість транзисторів: 8500
  • Техпроцес (нм): 3000 (3 мкм)
  • Розмір кристалла: 4,6 на 4,9 мм; площа — 22,54 мм²
  • Напруга живлення: +5 В
  • Корпус: 40-контактний керамічний чи пластиковий DIP, 44-контактний PLCC та PQFP

Варіанти Z80:

  • Z80 — 2,5 МГц
  • Z80A — 4 МГц
  • Z80B — 6 МГц
  • Z80H — 8 МГц

Співпроцесори[ред.ред. код]

Для збільшення продуктивності Z80, у якого, як і i8080, не було апаратних команд ділення і множення, а також команд для роботи над числами з рухомою комою, використовувались співпроцесори.

am9511 и am9512[ред.ред. код]

В 1979 році фірмою AMD для Z80 було розроблено арифметичний співпроцесор am9511 (тримікронна технологія, 32-розрядна математика, додаючи обчислення з рухомою комою над числами в форматі 23+7), а через рік до нього додався am9512, який розширював функціональні можливості і додавав операції над 64-розрядними числами. Процесори були основані на 16-розрядному ALU, використовували зворотню польську нотацію і стек глибиною в 4 кроки.

При використанні комплекту продуктивніть комп'ютера на математичних обчисленнях збыльшувалась приблизно в 4 рази порівняно з програмними обчисленням на Z80. Множення двох 32-розрядних чисел займало приблизно 200 циклів.

Комплект використовувався в деяких S-100 CP/M системах, зокрема, в комп'ютерах фірми NorthStar.

National Semiconductor MM57109N[ред.ред. код]

В 1979 році британська фірма Powertran випустила комп'ютер PSI Comp 80, де спільно з Z80 використовувався математичний співроцесор National Semiconductor MM57109N з сімейства COP4xx.

Мікропроцесорний комплект[ред.ред. код]

Також до процесора Z80 існують мікросхеми підтримки:

  • Z80PIO (Parallel Input Output) — інтерфейс паралельного вводу-виводу даних , два незалежних двосторонніх канали, корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44.
  • Z80CTC (Counter Timer Circuit) — Z0843004, Z0843006, Z84C3006, Z84C3008, Z84C3010 — лічильник/таймер, чотири незалежних канали, корпус DIP28, PLCC44 и PQFP44.
  • Z80SIO (Serial Input Output) — USART інтерфейс користувацького вводу-виводу даних, двоканальний, багатофункціональний, підтримує як синхронний/асинхронний байт-орієнтирований протокол IBM Bisync, так і біт-орієнтировані синхронні HDLC і IBM SDLC; підтримує CRC-контроль; корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44.
  • Z80DMA (Direct Memory Access) — контроллер прямого доступу до пам'яті, одноканальний, корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44
  • Z80DART (Dual Asynchronous Receiver/Transmitter) — UART двоканальний асинхронний прийомопередавач.

Радянські та пострадянські аналоги[ред.ред. код]

На кількох радянських заводах було налагоджено виготовлення аналогів Z80: Т34ВМ1, КР1858ВМ1. Деякі заводи займалися тільки корпусуванням готових кристалів, наприклад тайваньських чи німецьких U880.

Приклади використання[ред.ред. код]

Цікаві факти[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Клони Zilog Z80(рос.)
  2. Brock, Gerald W. (2003). The second information revolution. Harvard University Press. ISBN 978-0-674-01178-6. 

Посилання[ред.ред. код]