Intel 8080
Intel 8080 — 8-разрядное ЦПУ, разработанное компанией Intel и представленное в апреле 1974 года. Выпускался в оригинальном виде ориентировочно по начало 1990-х годов, однако на сторонних предприятиях производится до сих пор. 8080 представляет собой усовершенствованную версию процессора 8008. Стоимость процессора в начале продаж - $360.
8080 и 8080А
В данной статье будет рассматриваться версия 8080А, так как 8080 прекратили выпускать ориентировочно в 1975 году вместе с началом выпуска 8080А. В оригинальном 8080 относительно 8080А была уменьшенная максимальная тактовая частота (2 МГц против 2,5 МГц) и, по слухам, имелась ошибка, которая при неблагоприятном стечении обстоятельств могла ввести процессор в зависание, из которого его можно было вывести только сигналом RESET. Проверить это в наше время к сожалению вряд ли возможно, так как гарантированно нужные первые версии 8080 найти в наше время весьма затруднительно.
Описание
8080А — 8-разрядный микропроцессор, имеющий 8-разрядную шину данных и 16-разрядную шину адреса. Максимальный объем адресуемой памяти — 64 Кб. Процессор имеет 7 внутренних регистров общего назначения: A, B, C, D, E, H, L, притом регистры B-C, D-E и H-L могут объединяться в регистровые пары для обработки 16-разрядных чисел. Процессор не содержит команд умножения и деления. Процессор содержит порядка 4500...5000 транзисторов на кристалле[1]. Технология изготовления — N-МОП, техпроцесс 6 мкм. Существенные неудобства при работе с 8080А вызывает требование наличия трех напряжений питания: −5, +5 и +12 вольт, которые ко всему прочему требуется подавать и снимать в определенной последовательности, иначе процессор может выйти из строя. Опытным путем было выяснено, что отдельные экземпляры процессоров (в основном эта информация соответствует советским КР580ВМ80А) работают и от одного источника питания +5 вольт, однако никакой закономерности в работоспособности процессоров от одного напряжения питания не выявлено.
Копии и аналоги
В 1976 году серию 8080А было решено воспроизвести в СССР. Проблемой занялся Киевский НИИ микроприборов. В 1978 году были готовы первые предсерийные образцы микросхем. Это были 580ИК80 (ЦПУ, аналог 8080A), 580ИК55 (контроллер параллельного ввода-вывода, аналог 8255) и 580ИК51 (контроллер УСАПП, аналог 8251). Они выпускались в 48-выводных металлокерамических планарных корпусах, но в районе 1981 года корпуса были заменены на привычные для монтажа в отверстия. Выпускались как версии для народного хозяйства в пластиковых корпусах, так и для специальных применений в металлокерамике. Приблизительно в 1983 году была произведена смена индексов: ИК80 стал ВМ80, а ИК55 и ИК51 — ВВ55 и ВВ51 соответственно. Впрочем, процессоры с индексом КР580ИК80А выпускались минимум до 1987 года.
В 1989 году КНИИМП был выпущен микропроцессор КР580ВМ1. В отличие от 580ВМ80, ВМ1 требовал лишь один источник питания +5 В, имел повышенную максимальную тактовую частоту до 5 МГц и позволял адресовать объем памяти до 128 Кб. Было также повышено количество РОН с 6 до 8, почти втрое снижена потребляемая мощность, увеличено количество базовых команд. Однако, в 1989 году это уже было почти никому не нужно. Intel уже несколько лет выпускал 80386, и в том же 1989 году представил 80486, а в СССР на минском «Интеграле» шли работы по разработке аналога 80286 (1847ВМ286). КР580ВМ1 появился слишком поздно и поэтому не оставил практически никакого следа в истории.
Нельзя также обойти вниманием Z80. Процессор Z80 был разработан фирмой Zilog в 1976 году и имел ряд улучшений по сравнению с 8080: требовал всего одно напряжение питания +5В, повышенную максимальную тактовую частоту, имел встроенную схему регенерации динамического ОЗУ, дополнительные регистры и многое другое. Во многом благодаря этому Z80 стал популярнее своего предшественника и вполне неплохо конкурировал с гораздо более современными процессорами 8088 и 8086. В СССР выпускались аналоги Z80 под индексами Т34ВМ1 (опытные версии) и КР1858ВМ1 (серийные).
Помимо СССР, в странах-участниках СЭВ свои версии 8080A производились также в ЧССР (MHB8080A), ПНР (MCY7880) и СРР (MNN8080). Аналоги Z80 производили в ГДР (U880, он же 80A-CPU) и в СРР (MMN80CPU).
Периферия
Для упрощения работы специально для процессора 8080А выпускалось большое количество периферийных устройств:
Таблица 1 — периферийные ИМС МПК 8080
| Маркировка Intel | Описание | Аналог серии 580 |
|---|---|---|
| 8216 | Неинвертирующий 8-битный шинный формирователь | ВА86 |
| 8226 | Инвертирующий 8-битный шинный формирователь | ВА87 |
| 8224 | Генератор тактовых и синхросигналов | ГФ24 |
| 8228 | Формирователь управляющих сигналов и буферный регистр данных | ВК28 |
| 8238 | Формирователь управляющих сигналов и буферный регистр данных | ВК38[2] |
| 8231 | Арифметический сопроцессор | нет |
| 8232 | Арифметический сопроцессор для 32- и 64-разрядных чисел | нет |
| 8251 | Контроллер УСАПП | ВВ51 |
| 8253 | Трехканальный таймер | ВИ53 |
| 3242 | ИМС регенерации динамического ОЗУ | ВТ42 |
| 8255 | Контроллер трехканального параллельного интерфейса | ВВ55 |
| 8256 | Многофункциональный периферийный адаптер | нет |
| 8257 | Контроллер ПДП | ВТ57 |
| 8259 | Контроллер прерываний | ВН59 |
| 8271 | Контроллер НГМД | нет[3] |
| 8275 | Контроллер экрана | ВГ72 |
| 8279 | Контроллер монитора/клавиатуры | ВВ79[4] |
Большое количество периферии выпускалось также для процессора 8086 (1810ВМ86), в некоторых случаях она совместима с процессором 8080A.
В 1989-1990 году в СССР была разработана серия 1834, включавшая в себя КМОП-аналоги микросхем серий 580 и 1810. В отличие от большого количества периферии 580 комплекта, данных о выпуске процессора ВМ80 в серии 1834 нет, достоверно известно лишь о существовании процессора КР1834ВМ86 - аналога 80C86.
Применение
Именно на 8080А был построен первый персональный компьютер — Altair 8800. Впрочем, несмотря на многообещающий дебют, 8080A не снискал большой популярности на западе, находясь в тени своих старших товарищей в лице 8088, 8086 и 8085. Зато в СССР на базе 580ВМ80 выпускалось огромное количество компьютеров — «Львов ПК-01», «Вектор-06Ц», «Орион» и многие другие. Публиковались также схемы для самостоятельной сборки ЭВМ на базе КР580ВМ80А: «Микро-80» и «Радио 86РК». Помимо классических бытовых и учебных компьютеров, 8080А благодаря своей отработанности нашел широчайшее применение в промышленной, измерительной и военной технике.