Intel 8080

Intel 8080  je 8bitový mikroprocesor vydaný společností Intel v dubnu 1974 . Jedná se o vylepšenou verzi procesoru Intel 8008 . Podle Intelu tento procesor poskytoval desetinásobný nárůst výkonu ve srovnání s mikroprocesorem Intel 8008.

Popis

Nový procesor byl vyroben pomocí tehdy nejnovější 6mikronové technologie NMOS , která umožnila umístit na čip 4758 tranzistorů . Procesor, přestože byl postaven na architektuře Intel 8008, měl od svého předchůdce mnoho odlišností, díky kterým si získal velkou oblibu. V novém procesoru byl ve srovnání se svým předchůdcem velmi rozvinutý příkazový systém: 16 příkazů pro přenos dat, 31 příkazů pro jejich zpracování, 28 příkazů pro přechod (s přímým adresováním), 5 řídících příkazů. Mikroprocesor Intel 8080 neměl instrukce pro násobení a dělení a ty byly obvykle implementovány pomocí podprogramů, ačkoli Intel také nabízel externí koprocesor . Díky 16bitové adresové sběrnici umožnil procesor adresovat 64 KB paměti, která nebyla rozdělena na instrukční a datovou paměť. Přestože byl procesor 8bitový a obsahoval sedm 8bitových registrů (A, B, C, D, E, H, L), měl omezené možnosti zpracování pro 16bitová čísla, u kterých byly registry sloučeny do párů BC. , DE, HL. Nový procesor používal zásobník v externí paměti (Intel 8008 ji měl interní).

V označeních tohoto konkrétního procesoru je mírný zmatek. Původní i8080 měl 48pinový, 1/20palcový planární balíček , maximální takt 2 MHz a jednu poměrně závažnou chybu, která teoreticky mohla uvést procesor do stavu, ze kterého mohl pouze být resetován signálem reset . O půl roku později vydaná vylepšená verze 8080A měla 1/10palcový balíček DIP-40, maximální takt 2,5 MHz a byla v ní opravena zmíněná chyba. Většina autorů při použití označení 8080 ve skutečnosti myslí 8080A.

Společnost MITS založená na mikroprocesoru Intel 8080 vydala „první minipočítačovou sadu na světě, která může konkurovat průmyslovým designům“ (osobní počítač) Altair-8800 , který byl v té době neuvěřitelně populární (MITS ani nestihl včas zpracovat objednávky) .

Kromě Altair-8800 se mikroprocesor Intel 8080 používal také v zařízeních pro pouliční osvětlení a řízení semaforů a také v dalších zařízeních.

Specializované IC

Kromě samotného mikroprocesoru Intel vytvořil řadu dalších čipů, které usnadňují používání a zjednodušují používání externích zařízení, z nichž nejčastější byly:

• 8216/8226 - formovače sběrnic (8226 - invertující) s velkou nosností;
• 8224  - generátor hodin;
• 8228/8238 - obvody systémového ovladače a ovladače datové sběrnice , které zajišťují demultiplexování řídicích signálů sběrnice přenášených procesorem;
• 8231 - aritmetický koprocesor ;
• 8232 - procesor s pohyblivou řádovou čárkou (32 a 64 bitů);
• 8251  - čip sériového rozhraní;
• 8253  - 3-kanálový časovač / čítač;
• 8255  - tříkanálový čip paralelního rozhraní;
• 8256 - multifunkční periferní adaptérový čip (5 časovačů, dva paralelní porty, sériové rozhraní, řadič přerušení);
• 8257 - řadič DMA
• 8259  - řadič přerušení ;
• 8271 - řadič disketové mechaniky ( NGMD );
• 8275  - ovladač monitoru ;
• 8355 - čip rozhraní s periferiemi (s 16 Kbytes ROM).

Kromě uvedených mikroobvodů lze použít i mikroobvody jiných výrobců, například Texas Instruments . Čip 8205 byl ve skutečnosti kopií (klonem) dekodéru 3 až 8 známého jako 74LS138. Mikroobvody 8205, 8216/8226, 8224, 8228/8238 byly vyrobeny podle bipolární technologie TTLS , zbytek - podle technologie n-MOS, která v té době poskytovala maximální stupeň integrace.

Soutěžící

Ve druhé polovině 70. let bylo na trhu mnoho 8bitových architektur. Krátce po uvedení Intel 8080 se na trhu objevil mikroprocesor Motorola 6800 a poté jeho dostupnější konkurent MOS Technology 6502 . Řada společností navíc vytvořila vlastní klony oblíbených procesorů. Kopie i8080 vyrobily Mitsubishi , National Semiconductor , NEC , Siemens , AMD a několik dalších.

Zilog vstoupil na trh s plně kompatibilním na úrovni strojového kódu, ale s jiným hardwarovým rozhraním, procesorem Zilog Z80 , který má výrazně vyšší výkon, rozšířenou instrukční sadu a další architektonická vylepšení a také zvládá výrazně menší počet podpory. čipy (zejména nebylo potřeba používat vyhrazený generátor hodin a řadič sběrnice). Z80 navíc vyžadoval jeden zdroj +5 V, místo tří (+5 V, -5 V a +12 V) pro Intel 8080. To vše předurčilo samotnou oblibu Z80, která dokázala vytlačit Intel prototyp navzdory vzhledu vylepšeného krystalu i8085 .

V zemích RVHP byla vyrobena řada analogů mikroprocesoru Intel 8080: KR580VM80A v SSSR , včetně specializovaných mikroobvodů jako součást mikroprocesorové sady řady KR580 , MCY7880 [1] [2] - v Polsku na Unitra CEMI podnik, MHB8080A [1] [3] - v ČSR u Tesly (firma), 8080APC [1] [3] v Maďarsku ve společnosti Tungsram / MEV a MMN8080 [1] [3] v Rumunsku ve společnosti MicroElectronica București.

Specifikace

• Oznámeno: duben 1974
• Hodinová frekvence: 2 MHz (později 2,5 MHz , 3,1 MHz a 4 MHz )
• Šířka registru : 8 bitů
• Šířka datové sběrnice : 8 bitů
• Šířka adresní sběrnice : 16 bitů
• Adresovatelná paměť: 64 KB
• Počet tranzistorů: 4758
• Technologie procesu (nm): 6000 (6 µm)
• Požadované napájecí zdroje: +5V, -5V, +12V
• Konektor: mikroobvod byl připájen k desce
• Balení : 40pinový keramický DIP
• Podporované technologie: 80 instrukcí

Historie vývoje

Federico Fagin , který vytvořil architekturu 8080 na začátku roku 1972, ji navrhl vedení Intelu a začal hledat její implementaci v křemíku. O šest měsíců později dostal povolení k zahájení vývoje. V listopadu 1972 Fajin najal Masatoshi Shimu , který pod jeho dohledem provedl podrobný návrh pomocí techniky návrhu libovolného logického obvodu křemíkového hradlového tranzistoru, kterou dříve vyvinul Fajin pro rodinu 4000. Do práce se zapojil i Stanley Mazor, který přidal několik pokynů. instrukční sadu procesoru.

Sima dokončil topologii v srpnu 1973. V lednu 1974, po nastavení výrobního procesu NMOS, byl prototyp 8080 dokončen. Měl chybu, která neumožňovala připojení čipů standardní TTL logiky kvůli zvýšení napětí na společné drátové sběrnici uvnitř čipu, protože tato sběrnice byla příliš úzká. Intel však na příkaz prodejního týmu vyrobil již 40 000 8080, než Sima specifikovala vlastnosti prototypu. Tato šarže byla vydána s pokyny k použití pouze s mikroobvody TTLSH s nízkým výkonem . V další revizi - 8080A - byl tento nedostatek odstraněn [4] .

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 Vorobyov E.P., Senin K.V. Integrované obvody vyrobené v SSSR a jejich zahraniční protějšky: Příručka . - M . : Rozhlas a komunikace, 1990. - S.  329 . — 352 s. — ISBN 5-256-00497-2 .
2. ↑ Polsko MCY7880 Archivováno 17. srpna 2016 na Wayback Machine . svět procesorů. (Angličtina)
3. ↑ 1 2 3 Sovětské čipy a jejich západní analogy Archivováno 9. února 2017 na Wayback Machine . cpu-svět. (Angličtina)
4. ↑ Masatoshi Shima, Hirohiko Nishimura , Haruhisa   Ishida - 共立出版, 1979. - T. 11 , no. 11 . - str. 4-12 . — ISSN 0385-6984 .

Odkazy

• Jak byly vyvinuty první čipy Intel (ruština)
• Velká databáze procesorů s fotografiemi (angl.)
• Reverzní inženýrství KP580BM80A / i8080 dokončeno!
• E. Proidakov. Mikroprocesor 8080+ (Reference sady instrukcí mikroprocesoru Intel 8080) . Technika. Mikroelektronika. Osmibitové mikroprocesory . Muzeum virtuálních počítačů. Získáno 29. srpna 2019. Archivováno z originálu dne 30. října 2011. (Ruština)