Zilog Z80

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.