| KR580VM80A | |
|---|---|
| procesor | |
| Mikroprocesor 580VM80, závod Kvazar | |
| Výroba | od roku 1977 do poloviny 90. let |
| Výrobce | |
| Frekvence CPU | 2-2,5 MHz |
| Produkční technologie | 6 um |
| Konektor | |
| Nuclei | |
KR580VM80A - 8bitový mikroprocesor . Mikroobvod KR580VM80A je funkčně kompletní jednočipový mikroprocesor s pevným příkazovým systémem, používaný jako centrální procesor v zařízeních pro zpracování a řízení dat.
Mikroprocesor má samostatnou 16bitovou adresovou sběrnici a 8bitovou datovou sběrnici . Adresová sběrnice poskytuje přímé adresování externí paměti až do 65536 bajtů, 256 vstupních zařízení a 256 výstupních zařízení.
Funkční obdoba mikroprocesoru Intel i8080A ( 1974 ). Existovala také dřívější verze mikroprocesoru K580IK80, vyráběná v 48pinovém pouzdře.
Mikroprocesor je hlavním prvkem mikroprocesorové sady řady KR580 . Rozvoj Kyjevského výzkumného ústavu mikrozařízení, vedoucího směru - Kobylinskiy A.V.
Procesor obsahuje 4758 tranzistorů [1] využívajících 6µm technologii n-MDF .
Maximální taktovací frekvence garantovaná dokumentací pro procesor KR580VM80A je 2,5 MHz. Každá instrukce se provádí v 1-5 strojových cyklech , z nichž každý se skládá ze 3-5 cyklů . Minimální doba provádění jednoduchých příkazů registru jsou 4 cykly. Maximální výkon procesoru se tedy odhaduje na 625 tisíc operací za sekundu.
16bitová adresová sběrnice (poskytuje přímé adresování externí paměti až do 64 KB a 256 I/O zařízení) a 8bitová datová sběrnice mikroprocesoru jsou samostatné.
8bitová ALU poskytuje schopnost provádět čtyři aritmetické operace , čtyři typy logických operací a čtyři typy cyklického posunu . Při provádění těchto operací je jedním z operandů obsah akumulátoru . Výsledek operace se uloží do akumulátoru. Kruhový posun se provádí pouze na obsahu akumulátoru. Je možné provádět aritmetické operace s desetinnými čísly .
Datové vyrovnávací paměti a vyrovnávací paměti adres umožňují CPU komunikovat s externími datovými a adresovými sběrnicemi . Použití třístavových vyrovnávacích pamětí umožňuje procesoru odpojit se od externích sběrnic, čímž je zpřístupní externím zařízením, a také umožňuje používat stejnou sběrnici jak pro příjem dat, tak pro přenos dat.
Datové registry
Registrační blok obsahuje:
Pro ukládání dat zapojených do operací je k dispozici sedm 8bitových registrů:
Registr znamének (RP) je 5bitový registr určený k indikaci výsledků určitých operací. Pět klopných obvodů v tomto registru (často označovaných jako příznaky výsledků) má následující účely:
Registr instrukcí přijímá první bajt instrukce obsahující operační kód.
Ukazatel zásobníku se používá k adresování speciálního druhu paměti zvaného zásobník, který ukládá návratové adresy přerušených rutin.
Programový čítač (adresa) udává adresu, kde se v paměti nachází další příkazový bajt.
Zpočátku se procesor vyráběl pod označením K580IK80 (bez písmene A), představující funkční obdobu i8080 ve 48pinovém planárním metalokeramickém pouzdře .
Od roku 1977 se [2] vyráběl v různých verzích (nejstarší zmínka byla použita u prototypu počítače CM1800 , 1979 ).
Následně byla uvolněna varianta pro široké použití, KR580IK80A, kompatibilní s i8080A - ve standardním plastovém pouzdře 2123.40-1 (obdoba PDIP40 ), s vývodem odpovídajícím původnímu i8080A. V roce 1986 , po změně sovětského systému označování mikročipů (GOST 18682-73), se stal známým jako KR580VM80A, který získal největší slávu.
Od původního i8080A se liší vnitřním zapojením a umístěním kontaktních ploch [3] .
Kromě procesoru KR580VM80A, orientovaného na široké použití, byla vyrobena „vojenská verze“ - 580VM80 (bez písmen K a A). Lišil se svým provedením v keramicko-kovovém pouzdře 2123.40-6 (analogický CDIP40 ) a byl funkční obdobou i8080 (taktovací frekvence - 2 MHz). Odlišná je také topologie krystalu 580VM80 [4] .
Vyrobeno v NPO "Crystal" ( Kyjev , Ukrajina) a v továrnách "Dnepr" ( Cherson , Ukrajina), "Quantor" (Ternopilská oblast, Ukrajina), " Rodon " ( Ivano-Frankivsk , Ukrajina), " Kvazar " ( Kyjev ) , Ukrajina), "Electronpribor" ( Fryazino , Rusko).
Pro generování hodinových signálů podle specifikace bylo doporučeno použít externí mikroobvod KR580GF24 , ale ve skutečnosti není procesor kritický pro tvar a polohu hodinových pulsů.
Ve většině domácích domácích počítačů se KR580GF24 nepoužívá, protože. kvůli svému dělícímu faktoru 9 není vhodný pro synchronní grafické stroje. Použití KR580GF24 v jednom z nejstarších osobních počítačů pro domácnost „IRISHE“ neumožňovalo synchronní provoz procesoru a video řadiče a způsobilo výrazné zpomalení počítače, proto později KR580GF24 v grafických počítačích nepoužívali. , vždy jej nahrazujte obvodem založeným na nízko integrovaných čítačích nebo registrech (s dělicím faktorem 8 ).
Stejně jako prototyp 8080 potřeboval procesor tři zdroje napájení: -5 V, +12 V a +5 V, ale existuje publikace (j. "Radioamatér" 08.1994), že KR580VM80A může pracovat z jednoho zdroje +5 V při použití +5 V místo +12 V, "zem" místo -5 V a snížení hodinového kmitočtu pod 2 MHz (nedokumentovaná funkce).
Procesor není úplným klonem 8080A kvůli rozdílu v technologiích. Domácí krystal je větší, což má příznivý vliv na možnost přetaktování. I v sériově vyráběném průmyslovém domácím počítači Vector-06Ts je procesor taktován na frekvenci 3 MHz, což je o 20 % více, než je maximální přípustné.
KR580VM80A (stejně jako prototyp 8080) má 12 nezdokumentovaných příkazů. Operační kódy #08, #10, #18, #20, #28, #30, #38 jsou analogy operace NOP; operační kód #CB je analogický s JMP; operační kódy #DD, #ED, #FD jsou analogy CALL; operační kód #D9 je analogický s RET.
V počítači Radio 86RK byl výstup povolení přerušení použit jako jednobitový výstupní port pro generování zvuku.
Přítomnost příznaku operace zásobníku ve "slovu stavu procesoru" vydávaném signálem SYNC umožňuje alokovat samostatnou paměťovou banku pro zásobník, ale to bylo zřídka používáno. V amatérském počítači " UT-88 " se tato funkce používá k uspořádání elektronického disku.
Programátoři našli nekonvenční využití zásobníku při kopírování paměťových bloků a padding/clearing tam, kde je vyžadován maximální výkon. To umožnilo zrychlit rolování, čištění a malování obrazovky o ~25 %, což je u grafických strojů zásadní. Například počítač Corvette PK8010/PK8020 má velikost grafické obrazovky 48 KB – vymazání a přesunutí takového svazku zabere spoustu času CPU.
Známý domácí mikroprocesor KR580VM1 [5] [6] - mírně vylepšená a rychlejší verze KR580VM80A. Neexistují žádné zahraniční analogy. Jediné napájení +5 V. Hodinová frekvence až 5 MHz. Vyrábí se v závodě Kyjev "Kvazar". Sériová výroba procesoru začala krátce předtím a byla ukončena ihned po rozpadu SSSR . Bylo vyrobeno pouze několik tisíc procesorů, což z něj v naší době učinilo cennou kořist pro sběratele: je známo, že KR580VM1 byl prodán sběratelům za 15 tisíc rublů.
Procesor KR580VM1 umožňuje adresovat přídavnou paměťovou banku o velikosti až 64 KB, lze ji však použít pouze pro data. Povelový systém KR580VM1 je oproti KR580VM80A rozšířen. Existuje několik nových příkazů, jsou také zavedeny předpony. Prefix swapu paměťové banky MB (opcode 28h) umožňuje dočasně přepínat paměťovou banku, nastavený prefix swapu RS (opcode 38h) umožňuje použití alternativní dvojice registrů H1L1. Předpona CS (stejný operační kód 28h) upravuje účinek příkazů DAD, DSUB, DCMP [7] .
КР580ВМ1 pracuje ve dvou režimech: režim 0 - režim normální emulace (výstup CO je připojen ke „společnému“ výstupu) se používá při práci v jednoprocesorových systémech, implementuje adresování paměti až 64 KB a až 256 vstupně-výstupních zařízení, stejně jako výměna dat přes 8-bitový datový kanál, režim 1 - rozšířený režim přímého generování řídicích signálů výměny (výstup CO připojen na výstup +5 V) používaný v multiprocesorových systémech složité konfigurace, implementuje adresování paměti až 128 KB. Když KR580VM1 pracuje v režimu 0, kolíky 15 a 28 musí zůstat volné. C0 - 11 pin 15 - označení přístupu k I/O a paměti IO / M 28 - EXM rozšíření paměti [ upřesnit ]
Stejně jako pro původní Intel 8080 bylo vydání „klonu“ Intel 8085 dalším vývojem . V SSSR se jmenoval IM1821VM85A a IKR1821VM85A .
Svého času si tento procesor získal širokou oblibu pro stavbu různých ovladačů, terminálů, průmyslových a domácích počítačů, zejména:
Byl také použit v řadě sovětských hracích automatů , například v TIA-MTs-1 , hudebních syntezátorech ("Formanta", "Maestro", "Arton VS-34", "Selmafon"), počítačových periferiích (tiskárna " Elektronika MS-6312” , MC6304, UHVHR atd.), měřicí přístroje atd. Drobné použití je známé u raných verzí telefonů s automatickou identifikací volajícího .
Zatímco v jiných zemích byl procesor 8080 populární až v 70. letech (používal se v mikropočítačích první vlny) a od začátku 80. let velmi rychle zmizel, právě v SSSR našel jeho domácí klon dobré přijetí a byl populární až do poloviny 90. Již nyní je procesor KR580VM80A studován na tuzemských univerzitách jako první jednoduchý mikroprocesor, na kterém je vhodné studovat základy a principy činnosti všech mikroprocesorů.
| Počítače SSSR | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||