Вікіпедія

Zilog Z80

8-бітний центральний процесор

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 процесорів усіх часів, та разом з сімейством 6502 домінували на ринку 8-бітних мікропроцесорів з середини 1970-х до середини 1980-х.

Zilog Z80
Zilog Z80, одна з найперших партій (23 тиждень 1976 року)
Роки виробництва:липень 1976
Розробник:Zilog
Виробник(и):Zilog, Mostekd, Synertekd, STMicro, NEC, Sharp, Toshiba, Rohmd, GoldStar[d], Hitachi і National Semiconductor
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 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.

Процесор Z80 був створений, коли один з розробників Intel 8080 Федеріко Фаджин залишив Intel у кінці 1974 і заснував Zilog разом з Ральфом Унгерманном. 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 Шіма — один з розробників 4004 та 8080, також зробив внесок у розробку.

Переваги Z80 в порівнянні з 8080

ред.
  • розширений набір інструкцій: операції з бітами, переміщення блоків, блокові 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 перемикатись, наприклад, для швидкої реакції на переривання;
  • розширено кількість адресованих портів з 256 до 65536 (16-бітна адресація можлива за допомогою регістра BC);
  • 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.

Технічні характеристики

ред.
 
Схема розпіновки
  • Дата анонсу: липень 1976 року
  • Тактова частота (МГц): 2,5 — 8 для основної версії; КМОП-версії від 1 (версія Z80L Z8300-1) до 20; короткі команди виконуються за 4 такти.
  • Розрядність регістрів: 8 біт
  • Розрядність шини даних: 8 біт
  • Розрядність шини адреси: 16 біт
  • Обсяг адресованої пам'яті: 64 Кбайт
  • Кількість транзисторів: 8500
  • Техпроцес (нм): 3000 (3 мкм)
  • Розмір кристала: 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.

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 і am9512

ред.

В 1979 році фірмою AMD для Z80 було розроблено арифметичний співпроцесор am9511 (техпроцес 3 мкм, 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 засновані на 16-розрядному ALU, використовували зворотню польську нотацію і стек завглибшки 4 кроки.

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

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

National Semiconductor MM57109N

ред.

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

Мікропроцесорний комплект

ред.

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-орієнтований протокол IBM Bisync[en], так і біт-орієнтовані синхронні HDLC і IBM SDLC; підтримує CRC-контроль; корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44.
  • Z80DMA (Direct Memory Access) — контролер 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.

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

Приклади використання

ред.

Див. також

ред.

Примітки

ред.
  1. ↑ Клони Zilog Z80 [Архівовано 3 лютого 2016 у Wayback Machine.](рос.)
  2. ↑ Brock, Gerald W. (2003). The second information revolution. Harvard University Press. ISBN 978-0-674-01178-6.

Посилання

ред.


  Це незавершена стаття про електроніку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Zilog_Z80&oldid=36407479