Úvod do mikroprocesora 8080 a jeho architektúry

Mikroprocesor 8080 navrhol Masatoshi Shima a na návrhu čipu sa podieľal Federico Faggin Stan Mazor. V roku 1972 prebiehali práce na mikroprocesore 8080 a procesor bol uvedený na trh v apríli 1974. Pôvodná verzia 8080 mala chybu v tom, že mohla poháňať iba nízkoenergetické zariadenia TTL. Po odhalení chyby bola spoločnosťou Intel vydaná aktualizovaná verzia CPU-8080A, ktorá mohla poháňať štandardné zariadenia TTL.

8080 mikroprocesor

Intel 8080 / 808A nebol objektový kód, bol dobre zladený s 8008, ale jeho zdrojový kód bol s ním dobre zladený. Podobne ako mikroprocesor 8008, aj procesor 8080 má rovnakú logiku prerušenia spracovania. Maximálna veľkosť pamäte na mikroprocesore Intel 8080 sa zvýšila zo 16 kB na 64 kB. Mikroprocesor 8080 bol veľmi trendy a mnoho spoločností ho získalo na druhom mieste. Genetické kópie procesora 8080 boli vyrobené v Poľsku, ZSSR, ČSSR, Rumunsku a Maďarsku. V dnešnej dobe rôzne typy mikroprocesorov dostupné pre tento procesor.

8080 mikroprocesor

Kolíková schéma 8080

Mikroprocesor integruje funkcie procesora počítača do jediného integrovaného obvodu. Jedná sa o programovateľné zariadenie, ktoré prijíma digitálne údaje ako vstup, spracováva podľa príkazov uložených v pamäti a výsledky poskytuje ako výstup. The história mikroprocesora Z technického hľadiska zameranie na rôzne korporácie a konkurentov mikroprocesora zahrnuje rôzne fázy dizajn zabudovaného mikroprocesora .

Mikroprocesor 8080 je 8-bitový paralelný procesor a tento mikroprocesor sa používa v digitálnych počítačových systémoch na všeobecné účely. Je vyrobený na jednom rozsiahlom integračnom čipe s použitím procesu MOS spoločnosti Intel N-channel silicon gate. Mikroprocesor 8080 pozostáva zo 40 pinov a mikroprocesor prenáša interné informácie a dáta cez 8-bitovú obojsmernú 3-stavovú dátovú zbernicu (D0-D7). Adresy periférnych zariadení a adresy pamäte sa prenášajú cez 16-bitovú 3-stavovú adresnú zbernicu (A0-A15).

Šesť riadiacich a časovacích výstupov WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC a WR pochádza z mikroprocesora 8080, zatiaľ čo riadiace vstupy (HOLD, READY, RESET, (WR) INT a INT), napájacie vstupy (+12, +5, - 8080 akceptuje hodinové vstupy (∅1 a ∅2).

8080 mikroprocesorová architektúra

Funkčné bloky mikroprocesora 8080 sú zobrazené na architektúre vyššie a jeho procesor pozostáva z nasledujúcich funkčných jednotiek:

• Logika adries a registračné pole
• Aritmetická a logická jednotka
• Sekcia kontroly a register pokynov
• Obojsmerný, vyrovnávacia pamäť dátovej zbernice v 3 stavoch

Architektúra mikroprocesora 8080

Aritmetická a logická jednotka

ALU obsahuje nasledujúce registre:

• 8-bitový akumulátor
• 8-bitový dočasný akumulátor (TMP)
• 8-bitový dočasný register
• Vlajkový register

Aritmetické, logické a rotačné operácie sa vykonávajú v ALU. Aritmetická a logická jednotka je napájaná dočasným akumulátorom registrov, klopným obvodom a registrom TMP. Výsledok procesu je možné preniesť do akumulátora podobne, ALU napája aj príznakový register. Register TMP získava informácie z internej zbernice a potom odosiela údaje do ALU a tiež do príznakového registra. Akumulátor je možné načítať z internej zbernice a jednotku ALU, ktorá prenáša údaje do dočasného akumulátora. Vnútro pomocného klopného obvodu a akumulátora sú testované na desatinnú korekciu vykonaním inštrukcie Decimal Adjust for Addition.

Inštruktážna sada

Sada inštrukcií mikroprocesora 8080 obsahuje päť rôznych kategórií pokynov:

• Skupina na presun údajov: Inštrukcia na presun údajov prenáša údaje medzi registrami alebo medzi pamäťou a registrami.
• Aritmetická skupina: Pokyny pre aritmetickú skupinu Sčítanie, odčítanie, zvyšovanie alebo znižovanie údajov do pamäte alebo do registrov.
• Logická skupina : Logická skupinová inštrukcia AND, OR, EX-OR, porovnanie, doplnenie alebo rotácia údajov do registrov alebo do pamäte.
• Pobočková skupina: Nazýva sa to aj ako inštrukcia riadenia prenosu. Zahŕňa podmienené, bezpodmienečné pokyny na návrat a pokyny na opakované volanie a reštarty.
• Stoh, stroj a skupina I / O: Táto inštrukcia obsahuje vstupno-výstupné inštrukcie, ako aj pokyny na udržiavanie príznakov zásobníka a vnútornej kontroly

Pokyny a formáty údajov

Pamäť 8080 mikroprocesora je organizovaná do 8-bitových veličín nazývaných bajty. Každý bajt má exkluzívnu 16-bitovú binárnu adresu súvisiacu s jeho sekvenčnou pozíciou v pamäti. 8080 môže tiež pozostávať z prvkov ROM (pamäť iba na čítanie) a RAM (pamäť s náhodným prístupom) a mikroprocesor môže priamo adresovať až 65 536 bajtov pamäte.

Dáta v mikroprocesore 8080 sú uložené vo forme 8-bitových binárnych číslic.

Ak register obsahuje binárne číslo, je nevyhnutné nájsť poradie, v ktorom sú bity čísla zapísané. V mikroprocesore Intel 8080 sa BIT 0 označuje ako LSB a BIT 7 ako MSB.

Inštrukcie mikroprocesorového programu 8080 môžu mať dĺžku jeden bajt, dva alebo tri bajty. Rôzne bajtové pokyny sa musia ukladať do po sebe nasledujúcich pamäťových miest. Ako adresa pokynov sa vždy použije adresa prvého bajtu. Správny formát inštrukcie závisí od konkrétnej operácie, ktorá sa má vykonať.

Pamäť

Celková adresovateľná pamäť mikroprocesora je 64 kB a zásobník programové a dátové pamäte zaberajú rovnaký pamäťový priestor.

• V programovej pamäti môže byť program umiestnený kdekoľvek volanie pamäte, inštrukcia skoku a vetvy môže používať 16-bitové adresy, t. J. Môžu byť použité na vetvenie / skok kamkoľvek v rámci 64 kB pamäte. Všetky tieto pokyny používajú úplné adresovanie.
• V dátovej pamäti procesor vždy používa 16-bitové adresy, aby bolo možné dáta umiestniť kdekoľvek.
• Skladať pamäť je neúplná iba veľkosťou pamäte, stack sa zvyšuje.

Stavové vlajky

Flag je 8-bitový register s piatimi 1-bitovými príznakmi. S implementáciou inštrukcií na mikroprocesore 8080 je spojených päť typov návestí. Sú to znamienko, nula, parita, prenos a pomocný prenos a tieto príznaky sú reprezentované 1-bitovým registrom v CPU. Príznak je nastavený vynútením bitu na 1 a vynulovaním bitu na 0.

• Nulový príznak: Ak má výsledok inštrukcie hodnotu „0“, nastaví sa tento nulový príznak, inak sa vynuluje.
• Znak príznaku: Ak má bit MSB inštrukcie hodnotu „1“, tento príznak sa nastaví, inak sa vynuluje.
• Paritný príznak: Ak má počet nastavených bitov vo výsledku párnu hodnotu, je tento príznak nastavený, inak sa vynuluje.
• Prenosná vlajka: Ak došlo k prenosu počas vypožičiavania, sčítania, odčítania alebo porovnávania, je tento príznak nastavený, inak sa vynuluje.
• Pomocné prenášanie: Ak bol výsledok vykonaný od 3 do 4 bitov, tento príznak je nastavený inak, vynuluje sa.

Prerušenia

Procesor udržiava maskovateľné prerušenia . Keď dôjde k prerušeniu, procesor načíta jednu inštrukciu zo zbernice často jednu z týchto inštrukcií:

• V pokynoch RST (RST0 - RST7) procesor uloží prúd počítadlo programov do stohu a vetiev na pamäťové miesto N * 8 (kde N je 3-bitové číslo od 0 do 7 dodávané s inštrukciou RST).
• Inštrukcia CALL je 3-bajtová inštrukcia, kde procesor volá podprogram, ktorého adresa je najmä v druhom a treťom bajte inštrukcie.

Použitím pokynov EI a DI možno prerušenia povoliť alebo zakázať.

Mikroprocesor Intel 8080 je teda nástupcom procesora Intel 8008. Pôvodná verzia mikroprocesora mala chybu. Po zistení chyby spoločnosť Intel vydala aktualizovanú verziu procesora, ktorá mohla poháňať štandardné zariadenia TTL. Jedná sa o mikroprocesor 8080 a jeho architektúru. Na základe informácií uvedených v tomto článku sa čitateľom odporúča, aby svoje návrhy, spätné väzby a komentáre uverejňovali v sekcii komentárov uvedenej nižšie.

Fotografické úvery:

• 8080 mikroprocesor od antiquetech
• Architektúra mikroprocesora 8080 od spoločnosti blogspot