Intel 4040

Intel 4040  je 4bitový mikroprocesor (vylepšený) vyvinutý společností Intel Corp. a vydán v roce 1974. Nástupce Intel 4004 a předchůdce prvního 8bitového mikroprocesoru Intel 8008 .

Čip i4040 obsahoval 3000 tranzistorů umístěných na jediném čipu pomocí 10mikronové procesní technologie. Mikroprocesor se používal především v herních zařízeních, v mikrokontrolérech, které řídí různé procesy, a v testovacích zařízeních. Pouzdro i4040 je dvakrát širší než pouzdro i4004 a má 24 pinů (To bylo zamýšleno od samého začátku, ale kvůli politice tehdejšího vedení Intelu byly všechny mikroobvody vyráběny v pouzdrech se 16 piny, kvůli čemuž i4004 nemohl implementovat původně zamýšlené funkce). Nový procesor přidal 14 nových instrukcí ke 46 starým, zvýšil počet registrů na 24, rozšířil paměť instrukcí na 8kb a zvýšil hloubku zásobníku na 7 úrovní a hlavně se objevila podpora přerušení (samostatný vstupní řádek) [1 ] . Rodina čipů i4040 byla také označována jako MCS-40 . Vyráběly se čipy 3 typů: C4040, D4040, P4040.

Vlastnosti i4040

• Šířka registru 4 bity
• Interní sběrnice: 4 bity
• Externí sběrnice: multiplexní pro adresu, data, řízení - 4 bity
• Paměťové banky:
  • Programová oblast: 2 banky (2 linie CM)
  • Datová oblast: 4 banky (4 CM linky) nebo 8 bank (4 CM linky s dekodérem)
• Provozní taktovací frekvence 500-740kHz (max. ~740,740...kHz)
• Plná softwarová kompatibilita s i4004
• Přidána podpora pro přerušení
• Přidány režimy zastavení programu Halt, Stop a postupné provádění programu
• Instrukční sada rozšířena na 60 instrukcí (46+14 nových)
• Příkazová paměť (ROM) rozšířena na 8 KB
• Počet registrů se zvýšil na 24
• Hloubka zásobníku je nyní 7 úrovní.
• Napájecí napětí +15V
• DIP24 konektor

Konstruktéři

Ted Hoff , Federico Fagin , Stanley Mazor (Stan Mazor), Masatoshi Shima ( en: Masatoshi Shima )

Specializované IC

Stejně jako i4004 byl čip i4040 dodáván s dalšími mikroobvody, v závislosti na potřebách mohl být mikroobvod dodáván s následujícími čipy:

• 4201 - generátor hodin, obvod pro generování signálů RESET, STOP / ACK a krokových impulsů.

Schémata programových bank (ROM, RAM a I/O):

• 4001 - 256bajtová maska ​​ROM (256 8bitových programových instrukcí) a jeden vestavěný 4bitový I/O port.
• 4308 - 1024bajtová maska ​​ROM (1024 8bitových programových instrukcí) a čtyři vestavěné 4bitové I/O porty. Kompletní náhrada čtyř obvodů 4001.

• 4008, 4009 - sada pro připojení standardních paměťových čipů (ROM, PROM, RAM) a vstupně-výstupních portů. Umožňuje připojit až 16 různých paměťových zařízení ve formátu 8 adresových bitů, 8 datových bitů. Pro zápis do RAM se používá dříve nezdokumentovaný příkaz WPM (Write Program Memory). Podporuje také až 16 4bitových vstupních portů a až 16 4bitových výstupních portů. Intel doporučuje sdílení čipů: 4316 (2048 bajtů masky ROM), 4702A (256 bajtů PROM/EPROM), 4101 (256 bajtů statické RAM).

• 4289 je obvod pro připojení standardních paměťových čipů a I/O portů. Pozdější výměna 4008/4009 v jednom těle.
• 4207, 4209, 4211 - GPIO porty (4 porty, každý 4 bity). Obvody mají v programové oblasti adresu 3, a proto je nelze sdílet s 4008/4009/4289 a obvody 4001/4308 nesmí obsazovat adresu 3. Pomocí volby linky CM-RAM lze použít až osm obvodů současně.
  • 4207 - 8 bitů synchronního datového výstupu, 4 výstupní řídicí bity, 4 vstupní řídicí bity.
  • 4209 - 8 bitů synchronního datového vstupu, 4 výstupní řídicí bity, 4 vstupní řídicí bity.
  • 4211 - 8bitový synchronní datový výstup, 8bitový synchronní datový vstup.

Schémata pro databanky (RAM a I/O):

• 4002 - 40bajtová RAM (80 4bitových buněk) a jeden vestavěný 4bitový výstupní port; RAM v čipu je organizována do 4 "registrů" po dvaceti 4bitových buňkách:
  • 16 datových buněk (původní kalkulačka používala mantisu pro číslice)
  • 4 stavové buňky (používá se pro exponenciální číslice a znaky v původní kalkulačce)
• 4003 - 10bitový výstupní expandér (posuvný registr, který převádí sériový kód na paralelní)

• 4265 - 4 univerzální čtyřbitové I/O porty. Softwarově je podporováno 14 režimů. Zcela nahrazuje jednu z bank RAM 4002.
• 4269 je programovatelný ovladač klávesnice a displeje. Provádí cyklické skenování dvou matic klávesnice 8*8 (128 kláves) a cyklický výstup 2*16*4 bitů dat pro ovládání displeje. Zcela nahrazuje jednu z bank RAM 4002.

Poznámky

1. ↑ Datasheet i4040 . Datum přístupu: 20. července 2012. Archivováno z originálu 26. února 2014. (neurčitý)

Odkazy

• Jak byly vyvinuty první čipy Intel (ruština)