Zilog Z80 — 8-бітний мікропроцесор, розроблений фірмою Zilog та випущений у продаж в липні 1976. Він широко використовувався як у персональних комп'ютерах та вбудованих системах, так і для військових потреб. Z80 та його похідні з клонами складають одне з найбільш використовуваних сімейств процесорів усіх часів, та разом з сімейством 6502 домінували на ринку 8-бітних мікропроцесорів з середини 1970-х до середини 1980-х.
Zilog мала декілька ліцензованих виробників Z80Клони Zilog Z80 , хоча багато країн (особливо СРСР та соцтабір) виробляли власні клони.
Продаж ліцензії Zilog'ом дозволило продуктам маленьких компаній домогтися визнання та конкурувати на світовому ринку з такими гігантами, як Toshiba. Отже, Zilog виробляла менше половини Z80 з моменту його появи. В наступні десятиліття Zilog переорієнтувалася на зростаючий ринок вбудованих систем (для чого спочатку і були створені Z80 та Z180).
Історія Процесор Z80 був створений, коли один з розробників Intel 8080 Федеріко Фаджин залишив Intel у кінці 1974 і заснував Zilog разом з Ральфом Унгерманном. Вже у липні 1976 вони випустили Z80 на ринок. Він був розроблений для двійкової сумісності з Intel 8080, тому що було багато програм для 8080 (наприклад, операційна система CP/M), які могли працювати на Z80 без модифікації. Масатоші Шіма — один з розробників 4004 та 8080, також зробив внесок у розробку.
Переваги Z80 в порівнянні з 8080 розширений набір інструкцій: операції з бітами, переміщення блоків, блокові команди вводу/виводу, інструкції пошуку; нові індексні регістри IX та IY з інструкціями прямої база + зсув адресації; поліпшена система переривань; два окремих блока регістрів, між якими можна швидко перемикатись, наприклад, для швидкої реакції на переривання; розширено кількість адресованих портів з 256 до 65536 (16-бітна адресація можлива за допомогою регістра BC); робота від одного 5-вольтового джерела живлення; вбудована схема регенерації динамічної пам'яті; менша кількість мікросхем для обслуговування процесора; значно менша ціна.
Технічний опис
Технічні характеристики
Дата анонсу: липень 1976 року Тактова частота (МГц): 2,5 — 8 для основної версії; КМОП-версії від 1 (версія Z80L Z8300-1) до 20; короткі команди виконуються за 4 такти. Розрядність регістрів: 8 біт Розрядність шини даних: 8 біт Розрядність шини адреси: 16 біт Обсяг адресованої пам'яті: 64 Кбайт Кількість транзисторів: 8500 Техпроцес (нм): 3000 (3 мкм) Розмір кристала: 4,6 на 4,9 мм; площа — 22,54 мм² Напруга живлення: +5 В Корпус: 40-контактний керамічний чи пластиковий DIP, 44-контактний PLCC та PQFP
Варіанти Z80: Z80 — 2,5 МГц Z80A — 4 МГц Z80B — 6 МГц Z80H — 8 МГц
Співпроцесори Для збільшення продуктивності Z80, у якого, як і i8080, не було апаратних команд ділення і множення, а також команд для роботи над числами з рухомою комою, використовувались співпроцесори.
am9511 і am9512 В 1979 році фірмою AMD для Z80 було розроблено арифметичний співпроцесор am9511 (техпроцес 3 мкм, 32-розрядна математика, додаючи обчислення з рухомою комою над числами в форматі 23+7), а через рік до нього додався am9512, який розширював функціональні можливості і додавав операції над 64-розрядними числами. Процесори засновані на 16-розрядному ALU, використовували зворотню польську нотацію і стек завглибшки 4 кроки.
При використанні комплекту продуктивність комп'ютера на математичних обчисленнях збільшувалась приблизно в 4 рази порівняно з програмними обчисленням на Z80. Множення двох 32-розрядних чисел займало приблизно 200 циклів.
Комплект використовувався в деяких системах з шиною S-100 і ОС CP/M, зокрема, в комп'ютерах фірми NorthStar.
National Semiconductor MM57109N В 1979 році британська фірма Powertran випустила комп'ютер PSI Comp 80, де спільно з Z80 використовувався математичний співпроцесор National Semiconductor MM57109N з сімейства COP4xx.
Мікропроцесорний комплект Також до процесора Z80 існують мікросхеми підтримки: Z80PIO (Parallel Input Output) — інтерфейс паралельного вводу-виводу даних, два незалежних двосторонніх канали, корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44. Z80CTC (Counter Timer Circuit) — Z0843004, Z0843006, Z84C3006, Z84C3008, Z84C3010 — лічильник/таймер, чотири незалежних канали, корпус DIP28, PLCC44 и PQFP44. Z80SIO (Serial Input Output) — USART інтерфейс користувацького вводу-виводу даних, двоканальний, багатофункціональний, підтримує як синхронний/асинхронний байт-орієнтований протокол , так і біт-орієнтовані синхронні HDLC і IBM SDLC; підтримує CRC-контроль; корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44. Z80DMA (Direct Memory Access) — контролер прямого доступу до пам'яті, одноканальний, корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44 Z80DART (Dual Asynchronous Receiver/Transmitter) — UART двоканальний асинхронний прийомопередавач.
Радянські та пострадянські аналоги На кількох радянських заводах було налагоджено виготовлення аналогів Z80: Т34ВМ1, КР1858ВМ1. Деякі заводи займалися тільки корпусуванням готових кристалів, наприклад тайванських чи німецьких U880.
Приклади використання Комп'ютери, як домашнього так і бізнес призначення: Sinclair ZX Spectrum, ZX80, ZX81; SAM Coupé Amstrad CPC, MSX TRS-80 Holborn 9100 NEC PC-8801 Sharp X1, Spectravideo SV-318, SV-328 Sega SC-3000
Tatung Einstein
Enterprise 64, Enterprise 128 Sord M5 Robotron 1715, , KC 85, Osborne 1
Cambridge Z88 Алеста Компаньйон Galaksija
Jupiter ACE і терміналів на CP/M Commodore 128 (як вторинний процесор) Деякі комп'ютери мали розширення з Z80 для CP/M: Apple II, BBC Micro, тощо. Ігрові приставки: ColecoVision Sega SG-1000 Sega Master System Sega Megadrive (як допоміжний) Neo Geo (як допоміжний) Портативні ігрові консолі: Game Boy Game Gear Sega Nomad Game Boy Color Game Boy Advance (як допоміжний) Ігрові автомати, як центральний або звуковий процесор Жорсткі диски Модеми Калькулятори Texas Instruments серій: , , , , , , Принтери, наприклад Robotron CM6329M Факси Копіювальні апарати Алкотестери Термінали для кредитних карток Телефони з АВН, що продавалися в Росії в 1990-х Промислові роботи Електронне музичне обладнання Різноманітні прилади, в тому числі військового призначення
Див. також Smaky ASCII R800 BDS C Т34ВМ1 и Т34ВГ1
Примітки
Посилання www.z80.info Книга про мікропроцесор Zilog Z80 Транслятор к отладчику микропроцессора Zilog Z80 Повна система команд Z80, включно з недокументованими Інформація про продукти сімейства Z80 на сайті Zilog. Матеріали з програмування на асемблері Z80.