Johdanto 8080-mikroprosessoriin ja sen arkkitehtuuriin

Johdanto 8080-mikroprosessoriin ja sen arkkitehtuuriin

8080-mikroprosessorin on suunnitellut Masatoshi Shima ja Federico Faggin. Stan Mazor osallistui sirun suunnitteluun. Vuonna 1972 8080-mikroprosessorin työ oli kesken ja prosessori julkaistiin huhtikuussa 1974. 8080: n alkuperäisessä versiossa oli vika, että se pystyi ajamaan vain pienitehoisia TTL-laitteita. Vian havaitsemisen jälkeen Intel julkaisi päivitetyn version CPU-8080A: sta, joka pystyi ajamaan tavallisia TTL-laitteita.



8080-mikroprosessori

8080-mikroprosessori

Intel 8080 / 808A ei ollut objektikoodi, se oli hyvin yhteensopiva 8008: n kanssa, mutta sen lähdekoodi sopi hyvin siihen. Samoin kuin 8008-mikroprosessori, 8080-prosessorilla on sama keskeytysprosessin logiikka. Intel-mikroprosessorin 8080 maksimi muistikoko nostettiin 16 kt: sta 64 kt: iin. Mikroprosessori 8080 oli erittäin trendikäs, ja monet yritykset hankkivat sen toiseksi. Geneettiset kopiot 8080-prosessorista tehtiin Puolassa, Neuvostoliitossa, CSSR: ssä, Romaniassa ja Unkarissa. Nykyään erityyppiset mikroprosessorit saatavilla, jotka ovat tämän prosessorin edistyneitä.






8080-mikroprosessori

Piirikaavio 8080

Piirikaavio 8080

Mikroprosessori integroi tietokoneiden suorittimen toiminnot yhdelle mikropiirille. Se on ohjelmoitava laite, joka hyväksyy digitaalisen datan syötteeksi, käsittelee muistiinsa tallennettujen komentojen mukaisesti ja antaa tuloksia ulostulona. mikroprosessorin historia Teknisestä näkökulmasta keskittyminen erilaisiin yrityksiin ja mikroprosessorin kilpailijoihin käsittää useita vaiheita upotettu mikroprosessorisuunnittelu .



8080-mikroprosessori on 8-bittinen rinnakkaisprosessori, ja tätä mikroprosessoria käytetään yleisiin tarkoituksiin tarkoitetuissa digitaalisissa tietojärjestelmissä. Mikroprosessori 8080 koostuu 40 nastasta ja mikroprosessori siirtää sisäistä tietoa ja dataa 8-bittisen kaksisuuntaisen 3-tilaisen tietoväylän (D0-D7) kautta. Oheislaiteosoitteet ja muistiosoitteet lähetetään 16-bittisen 3-tilaisen osoiteväylän (A0-A15) kautta.

Kuusi ohjaus- ja ajastuslähtöä WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC ja WR ovat peräisin mikroprosessorista 8080, kun taas ohjaustulot (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ ja INT), virtatulot (+12, +5, - 8080 hyväksyy kellotulot (∅1 ja ∅2) ja kellotulot (∅1 ja ∅2).

8080-mikroprosessorin arkkitehtuuri

Mikroprosessorin 8080 toiminnalliset lohkot on esitetty yllä olevassa arkkitehtuurissa, ja sen keskusyksikkö koostuu seuraavista toiminnallisista yksiköistä:


  • Osoitelogiikka ja rekisteriryhmä
  • Aritmeettinen ja logiikkayksikkö
  • Ohjausosasto ja ohjerekisteri
  • Kaksisuuntainen, 3 valtion tietoväyläpuskuri
Mikroprosessorin 8080 arkkitehtuuri

Mikroprosessorin 8080 arkkitehtuuri

Aritmeettinen ja logiikkayksikkö

ALU sisältää seuraavat rekisterit:

  • 8-bittinen akku
  • 8-bittinen väliaikainen akku (TMP)
  • 8-bittinen väliaikainen rekisteri
  • Lippurekisteri

Aritmeettiset, loogiset ja kiertotoiminnot suoritetaan ALU: ssa. Aritmeettinen ja logiikkayksikkö syötetään rekistereiden väliaikaisella akulla, kannettavan kiikun ja TMP-rekisterillä. Prosessin tulos voidaan välittää varaajaan samalla tavalla, ALU syöttää myös lippurekisterin. TMP-rekisteri saa tietoja sisäiseltä väylältä ja lähettää sitten tiedot ALU: lle ja myös lippurekisterille. Akku voidaan ladata sisäiseltä väylältä ja ALU: lta ja se siirtää tiedot väliaikaiselle akulle. Apukannen kiikun ja akun sisäpuoli testataan desimaalikorjauksen suorittamalla Decimal Adjust for Addition -käsky.

Käyttöohjeet

8080-mikroprosessorin käskyjoukko sisältää viisi erilaista käskyryhmää:

  • Tiedonsiirtoryhmä: Tiedonsiirtokäsky siirtää dataa rekisterien välillä tai muistin ja rekistereiden välillä.
  • Aritmeettinen ryhmä: Aritmeettiset ryhmäohjeet Lisää, vähennä, lisää tai vähennä tietoja muistiin tai rekistereihin.
  • Looginen ryhmä : Looginen ryhmäohje AND, OR, EX-OR, vertaa, täydennä tai kierrättää tietoja rekistereihin tai muistiin.
  • Haarakonttori: Sitä kutsutaan myös ohjauksen siirtokäskyksi. Se sisältää ehdolliset, ehdolliset, palautusohjeet, alirutiinin soitto- ja uudelleenkäynnistysohjeet.
  • Pino, kone ja I / O-ryhmä: Tämä ohje sisältää I / O-ohjeet sekä ohjeet pinon ja sisäisen valvonnan lippujen ylläpitoon

Ohjeet ja tietomuodot

8080 mikroprosessorin muisti on järjestetty 8-bittisiksi määriksi, joita kutsutaan tavuiksi. Jokaisella tavulla on yksinomainen 16-bittinen binaariosoite, joka liittyy sen peräkkäiseen sijaintiin muistissa. 8080 voi koostua myös ROM-elementeistä (vain luku -muisti) ja RAM-elementeistä (mikropää), ja mikroprosessori voi suoraan osoittaa jopa 65 536 tavua muistia.

Tiedot 8080-mikroprosessorissa tallennetaan 8-bittisinä binäärilukuina.

Kun rekisteri sisältää binääriluvun, on välttämätöntä löytää järjestys, jossa numeron bitit kirjoitetaan. Intel 8080 -prosessorissa BIT 0: ta kutsutaan LSB: ksi ja BIT 7: tä MSB: ksi.

8080-mikroprosessoriohjelman ohjeet voivat olla yhden tavun, kahden tai kolmen tavun pituiset. Erilaiset tavuohjeet on tallennettava peräkkäisiin muistipaikkoihin. Ensimmäisen tavun osoitetta käytetään aina ohjeiden osoitteena. Oikea käskymuoto riippuu suoritettavasta toiminnosta.

Muisti

Mikroprosessorin osoitettava kokonaismuisti on 64 kt ja pino ohjelma- ja datamuistit vievät saman muistitilan.

  • Ohjelmamuistissa ohjelma voidaan sijoittaa mihin tahansa muistikutsussa, hyppy- ja haarakäsky voi käyttää 16-bittisiä osoitteita, ts. Niitä voidaan käyttää haaroittamiseen / hyppäämiseen missä tahansa 64 kt: n muistissa. Kaikissa näissä ohjeissa käytetään täydellistä osoitetta.
  • Datamuistissa prosessori käyttää aina 16-bittisiä osoitteita, jotta data voidaan sijoittaa mihin tahansa.
  • Pino muisti on epätäydellinen vain muistin koon perusteella, pino nousee alas.

Kunto Liput

Lippu on 8-bittinen rekisteri, jossa on viisi 1-bittistä lippua. Mikroprosessorissa 8080 olevien ohjeiden toteuttamiseen liittyy viiden tyyppisiä lippuja. Ne ovat merkki-, nolla-, pariteetti-, kanto- ja apukantoa, ja näitä lippuja edustaa 1-bittinen rekisteri prosessorissa. Lippu asetetaan pakottamalla bitti arvoon 1 ja nollattava pakottamalla bitti arvoon 0.

  • Zero Flag: Jos käskyn tuloksella on arvo 0, tämä nolla-lippu on asetettu tai muuten se nollataan.
  • Sign Flag: Jos käskyn MSB-bitillä on arvo '1', tämä lippu on asetettu tai muuten se nollataan.
  • Pariteettilippu: Jos tuloksen asetettujen bittien lukumäärällä on parillinen arvo, tämä lippu on asetettu tai muuten se nollataan.
  • Kantolippu: Jos lainaa, summausta, vähennystä tai vertailua suoritettiin, tämä lippu on asetettu tai muuten se nollataan.
  • Apukanta: Jos tuloksesta on suoritettu 3-bittinen - 4-bittinen, tämä lippu asetetaan toisin, se nollataan.

Keskeyttää

Suoritin ylläpitää naamioitavat keskeytykset . Kun keskeytys tapahtuu, prosessori hakee väylältä yhden käskyn, usein yhden näistä ohjeista:

  • RST-ohjeissa (RST0 - RST7) prosessori säästää virtaa ohjelmalaskuri pinoon ja haarautuu muistipaikkaan N * 8 (missä N on 3-bittinen luku 0-7 RST-käskyn mukana).
  • CALL-käsky on 3-tavuinen käsky, jossa prosessori kutsuu aliohjelman, jonka osoite on erityisesti käskyn toisessa ja kolmannessa tavussa.

Keskeytykset voidaan ottaa käyttöön tai poistaa käytöstä käyttämällä EI- ja DI-ohjeita.

Siten Intel 8080 -prosessori on Intel 8008 -prosessorin seuraaja. Mikroprosessorin alkuperäisessä versiossa oli vika. Virheen havaittuaan Intel julkaisi päivitetyn version suorittimesta, joka pystyi ajamaan tavallisia TTL-laitteita. Kyse on 8080-mikroprosessorista ja sen arkkitehtuurista. Tässä artikkelissa annettujen tietojen perusteella lukijoita kannustetaan lähettämään ehdotuksensa, palautteensa ja kommenttinsa alla olevaan kommenttiosaan.

Valokuvahyvitykset: