Zilog Z80: различия между версиями

Материал из Old-Games.RU Wiki
Перейти к навигации Перейти к поиску
 
(не показано 6 промежуточных версий 3 участников)
Строка 1: Строка 1:
'''Zilog Z80''' — 8-разрядный микропроцессор, разработанный и производимый фирмой [[Zilog]] с июля 1976. Он широко использовался в домашних и персональных компьютерах, а также во встраиваемых и военных системах. Z80, вместе с его наследниками и клонами, составляют одно из наиболее широко использовавшихся семейств микропроцессоров, а также, вместе с семейством MOS Technology 6502, было доминирующим семейством на рынке 8-разрядных компьютеров с 1970-х до середины 1980-х.
+
[[файл:Zilog_Z80.jpg|thumb|250px|Zilog Z80 1993 г.в.]]
 +
 
 +
Z80 - 8-разрядный микропроцессор, разработанный фирмой Zilog в 1976 году. Стал самым распространенным 8-разрядным микропроцессором, далеко обойдя свой прототип в лице [[Intel 8080|8080]].
  
 
__TOC__
 
__TOC__
  
===История===
+
===Описание===
Z80 является разработкой [[Federico Faggin|Фредерико Фэггина (Federico Faggin)]], который покинул [[Intel]] в 1974 году и вместе с [[Ralph Ungermann|Ральфом Ангерманном (Ralph Ungermann)]] основал [[Zilog]]. Процессор является бинарно совместимым с [[Intel 8080]], и большинство программ, разработанных для него, могут без проблем работать и на Z80, например, система [[CP/M]].
+
 
Основыне отличия от 8080:
+
Прототипом Z80 служил процессор [[Intel 8080|8080]], а разрабатывали его люди, в свое время приложившие руки к 8080 и 8008. Z80 во многом исправлял недостатки своего прототипа:
* Расширенный набор команд
+
 
* Два индексных регистра IX и IY и инструкции для них
+
Одно напряжение питания +5В против трех (-5, +5 и +12) у [[Intel 8080|8080]];
* Векторный режим прерываний (mode 2)
+
 
* Два раздельных набора регистров (основной и альтернативный)
+
Встроенный тактовый генератор - отсутствие необходимости в 8224 (580ГФ24);
* Встроенный механизм регенерации памяти
+
 
* 5 вольтовое напряжение
+
Встроенный регенератор динамической оперативной памяти - отсутствие необходимости в 3242 (580ВТ42);
* Меньшая цена
+
 
 +
Совместимость всех выводов с транзисторно-транзисторной логикой - в те годы достоинство КМОП-логики в плане микроскопических входных токов перечеркивалось ее сравнительно низким быстродействием. Именно поэтому в большинстве своем в отечественных ЭВМ тех лет применялась ТТЛШ серии К555 и КР1533, а не КМОП серия К561. Процессор Z80 допускал нагрузку в виде одного ТТЛ-входа, что позволяло не использовать буферные элементы;
 +
 
 +
Повышение числа регистров общего назначения, что упрощало создание микропроцессорных устройств вообще без отдельного ОЗУ, с использованием только внутренних РОН-ов процессора.
 +
 
 +
Z80 выпускался в 40-выводном корпусе DIP, позже выпускались версии в корпусах для поверхностного монтажа. Первоначальный вариант изготавливался по N-МОП технологии, однако позже был выполнен переход на КМОП. Тактовая частота базовой версии составляла 2,5 МГц, однако в позднейших КМОП-версиях она доходила до 20 МГц!
 +
 
 +
Процессор Z80 был дороже чем 8080, однако был более простым в использовании. Наверное, это и предопределило его успех.
 +
 
 +
===Аналоги===
 +
 
 +
[[файл:KP1858BM1.jpg|thumb|250px|Процессор КР1858ВМ1 1993 г.в., "Ангстрем"]]
 +
Ввиду огромной популярности, аналоги Z80 выпускались множеством фирм по всему миру, все их перечислить вряд ли возможно.  
 +
В странах СЭВ Z80 производили в ГДР под названиями U880 и 80A-CPU (выпускались варианты как в пластиковых, так и в металлокерамических корпусах) и в СРР под названием MMN80. При этом, по некоторым данным, ГДР-овский процессор не совсем соответствует своему прототипу: не выставляется флаг CY при выполнении команды OUTI (когда L=0), а также выявлено другое поведение скрытого регистра шины, видимого через недокументированные флаги F3 и F5.
 +
 
 +
К началу 1990-х свою версию Z80 (по распространенному в Сети мнению, советские варианты не были копиями, а именно аналогами) разработали в СССР на предприятии "Ангстрем" (Зеленоград) под названием Т34ВМ1. В серийном производстве отечественный Z80 назывался КР1858ВМ1. В начале 90-х в Минске на заводе "Транзистор" выпускался процессор КР1858ВМ3 - КМОП-вариант Z80.
 +
 
 +
Процессор [[Intel 8085|8085]] также в какой-то мере можно назвать ответом на Z80.
 +
 
 +
===Периферия===
 +
 
 +
Z80 мог использовать любую периферию к другим 8-разрядным микропроцессорам, например [[Intel 8080|8080]]. Однако, как и в случае с [[Intel 8088|8088]], разработчику стоит помнить о том, что тактовая частота Z80 может превышать максимальную тактовую частоту для "старой" периферии к [[Intel 8080|8080]] или иным микропроцессорам, рассчитанным на меньшие тактовые частоты.
  
Благодаря высокой производительности и низкой цене, Z80 стал самым популярным 8битным процессором. Первые его версии работали на частоте 2.5 МГц, более поздние до 20 МГц.
+
===Применение===
  
===Использование===
+
Z80, благодаря своей универсальности, быстро снискал широчайшую популярность. Его применение не ограничивается одними "спектрумами" - по сути везде, где требовался дешевый и простой микропроцессор, ставили (и, наверняка, ставят сейчас!) Z80. Автоматические определители номера, процессоры карт RFID, стиральные машины, скороварки, ракеты...
Z80 часто использовался в различных переферийных устройствах и вспомогательных схемах, например:
+
В странах СЭВ Z80 не нашел широкого применения. Аналоги Z80 начали появляться только к концу 80-х, а к этому времени ниша 8-разрядных микропроцессоров была плотно занята [[Intel 8080|580-й серией]].
* матричные принтеры
 
* автоответчики, факсы
 
* программируеммые контроллеры (PLC)
 
* робототехнике
 
* консолях для кредитных карт
 
* модемах
 
* программируемых калькуляторах
 
* MP3 плеерах
 
* игровых автоматах (Pac Man, Galaga)
 
* домашних видео консолях ([[ColecoVision]], [[Sega Master System]] - графический сопроцессор, [[Sega Game Gear]])
 
* как ЦПУ для [[Game Boy]], [[Game Boy Color]]
 
* [[Game Boy Advance]]
 
* как аудио сопроцессор для SNK Neo-Geo и [[Sega Mega Drive]]
 
* синтезаторах
 
* драм машинах
 
* домашнем компьютере [[ZX Spectrum]]
 
  
 
[[Категория:Микропроцессоры]]
 
[[Категория:Микропроцессоры]]

Текущая версия на 18:17, 6 февраля 2021

Zilog Z80 1993 г.в.

Z80 - 8-разрядный микропроцессор, разработанный фирмой Zilog в 1976 году. Стал самым распространенным 8-разрядным микропроцессором, далеко обойдя свой прототип в лице 8080.

Описание

Прототипом Z80 служил процессор 8080, а разрабатывали его люди, в свое время приложившие руки к 8080 и 8008. Z80 во многом исправлял недостатки своего прототипа:

Одно напряжение питания +5В против трех (-5, +5 и +12) у 8080;

Встроенный тактовый генератор - отсутствие необходимости в 8224 (580ГФ24);

Встроенный регенератор динамической оперативной памяти - отсутствие необходимости в 3242 (580ВТ42);

Совместимость всех выводов с транзисторно-транзисторной логикой - в те годы достоинство КМОП-логики в плане микроскопических входных токов перечеркивалось ее сравнительно низким быстродействием. Именно поэтому в большинстве своем в отечественных ЭВМ тех лет применялась ТТЛШ серии К555 и КР1533, а не КМОП серия К561. Процессор Z80 допускал нагрузку в виде одного ТТЛ-входа, что позволяло не использовать буферные элементы;

Повышение числа регистров общего назначения, что упрощало создание микропроцессорных устройств вообще без отдельного ОЗУ, с использованием только внутренних РОН-ов процессора.

Z80 выпускался в 40-выводном корпусе DIP, позже выпускались версии в корпусах для поверхностного монтажа. Первоначальный вариант изготавливался по N-МОП технологии, однако позже был выполнен переход на КМОП. Тактовая частота базовой версии составляла 2,5 МГц, однако в позднейших КМОП-версиях она доходила до 20 МГц!

Процессор Z80 был дороже чем 8080, однако был более простым в использовании. Наверное, это и предопределило его успех.

Аналоги

Процессор КР1858ВМ1 1993 г.в., "Ангстрем"

Ввиду огромной популярности, аналоги Z80 выпускались множеством фирм по всему миру, все их перечислить вряд ли возможно. В странах СЭВ Z80 производили в ГДР под названиями U880 и 80A-CPU (выпускались варианты как в пластиковых, так и в металлокерамических корпусах) и в СРР под названием MMN80. При этом, по некоторым данным, ГДР-овский процессор не совсем соответствует своему прототипу: не выставляется флаг CY при выполнении команды OUTI (когда L=0), а также выявлено другое поведение скрытого регистра шины, видимого через недокументированные флаги F3 и F5.

К началу 1990-х свою версию Z80 (по распространенному в Сети мнению, советские варианты не были копиями, а именно аналогами) разработали в СССР на предприятии "Ангстрем" (Зеленоград) под названием Т34ВМ1. В серийном производстве отечественный Z80 назывался КР1858ВМ1. В начале 90-х в Минске на заводе "Транзистор" выпускался процессор КР1858ВМ3 - КМОП-вариант Z80.

Процессор 8085 также в какой-то мере можно назвать ответом на Z80.

Периферия

Z80 мог использовать любую периферию к другим 8-разрядным микропроцессорам, например 8080. Однако, как и в случае с 8088, разработчику стоит помнить о том, что тактовая частота Z80 может превышать максимальную тактовую частоту для "старой" периферии к 8080 или иным микропроцессорам, рассчитанным на меньшие тактовые частоты.

Применение

Z80, благодаря своей универсальности, быстро снискал широчайшую популярность. Его применение не ограничивается одними "спектрумами" - по сути везде, где требовался дешевый и простой микропроцессор, ставили (и, наверняка, ставят сейчас!) Z80. Автоматические определители номера, процессоры карт RFID, стиральные машины, скороварки, ракеты... В странах СЭВ Z80 не нашел широкого применения. Аналоги Z80 начали появляться только к концу 80-х, а к этому времени ниша 8-разрядных микропроцессоров была плотно занята 580-й серией.