Intel 8080: различия между версиями

Текущая версия на 17:57, 14 февраля 2021

Процессор Intel 8080A.

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

Различные варианты ВМ80

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

Некоторая периферия к процессору 8080: контроллер ввода-вывода Siemens SAB8256A-P и два варианта контроллера монитора/клавиатуры 8279 пр-ва NEC на 2 и 5 МГц соответственно (отечественные аналоги - микросхемы 580ВВ79 и 580ВВ79Д).

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

Процессор КР580ИК80А на плате учебной ЭВМ "Микролаб КР580ИК80"

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.

Примечания

↑ 580ВМ80 имеет 4758
↑ Разница между ВК28 и ВК38 состоит в формировании сигналов IOW и MEMW. ВК28 формирует их от сигнала WR, а ВК38 относительно STSTB. Длительность импульса записи у ВК38 выше, чем у ВК28.
↑ часто использовалась 1810ВГ72
↑ ВВ79 в варианте 2 МГц, ВВ79Д в варианте 5 МГц

[1] 580ВМ80 имеет 4758

[2] Разница между ВК28 и ВК38 состоит в формировании сигналов IOW и MEMW. ВК28 формирует их от сигнала WR, а ВК38 относительно STSTB. Длительность импульса записи у ВК38 выше, чем у ВК28.

[3] часто использовалась 1810ВГ72

[4] ВВ79 в варианте 2 МГц, ВВ79Д в варианте 5 МГц

[1]

[2]

[3]

[4]

@@ Строка 22: / Строка 22: @@
 === Периферия ===
+[[файл:82xx.png|thumb|250px|Некоторая периферия к процессору 8080: контроллер ввода-вывода Siemens SAB8256A-P и два варианта контроллера монитора/клавиатуры 8279 пр-ва NEC на 2 и 5 МГц соответственно (отечественные аналоги - микросхемы 580ВВ79 и 580ВВ79Д).]]
 Для упрощения работы специально для процессора 8080А выпускалось большое количество периферийных устройств:
@@ Строка 60: / Строка 62: @@
 |-
 | 8275 || Контроллер экрана || ВГ72
+|-
+| 8279 || Контроллер монитора/клавиатуры || ВВ79<ref>ВВ79 в варианте 2 МГц, ВВ79Д в варианте 5 МГц</ref>
 |}