Introduzione al microprocessore 8080 e alla sua architettura

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Il microprocessore 8080 è stato progettato da Masatoshi Shima e Federico Faggin Stan Mazor ha contribuito alla progettazione di un chip. Nell'anno 1972, i lavori sul microprocessore 8080 erano in corso e la CPU fu rilasciata nell'aprile 1974. La versione originale dell'8080 aveva un difetto che poteva pilotare solo dispositivi TTL a bassa potenza. Dopo che l'errore è stato scoperto, la versione aggiornata della CPU-8080A è stata rilasciata da Intel, che potrebbe pilotare dispositivi TTL standard.

8080 Microprocessore

8080 Microprocessore



L'Intel 8080 / 808A non era un codice oggetto, era ben abbinato all'8008, ma il suo codice sorgente ben si accordava con esso. Simile al microprocessore 8008, la CPU 8080 ha la stessa logica di elaborazione degli interrupt. La dimensione massima della memoria sul microprocessore Intel 8080 è stata aumentata da 16 KB a 64 KB. Il microprocessore 8080 era molto alla moda ed era il secondo prodotto da molte aziende. Copie genetiche del processore 8080 sono state realizzate in Polonia, URSS, CSSR, Romania e Ungheria. Al giorno d'oggi diversi tipi di microprocessori disponibili che sono avanzamento a questo processore.


8080 Microprocessore

Schema dei pin dell

Schema dei pin dell'8080



Un microprocessore integra le funzioni della CPU del computer su un singolo IC. È un dispositivo programmabile che accetta i dati digitali come input, elabora in base ai comandi memorizzati nella sua memoria e fornisce i risultati come output. Il storia del microprocessore da un punto di vista tecnico, concentrarsi su diverse società e concorrenti di microprocessore coinvolge varie fasi di design del microprocessore incorporato .

Un microprocessore 8080 è una CPU parallela a 8 bit e questo microprocessore viene utilizzato in sistemi informatici digitali di uso generale ed è costituito da un singolo chip di integrazione su larga scala che utilizza il processo MOS a gate di silicio a canale N di Intel. Il microprocessore 8080 è composto da 40 pin e trasferisce informazioni e dati interni attraverso un bus dati bidirezionale a 3 stati a 8 bit (D0-D7). Gli indirizzi dei dispositivi periferici e gli indirizzi di memoria vengono trasmessi su un bus di indirizzi a 3 stati a 16 bit (A0-A15).

Sei uscite di controllo e temporizzazione WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC e WR derivano dal microprocessore 8080, mentre gli ingressi di controllo (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ e INT), gli ingressi di potenza (+12, +5, - 5 e GND) e gli ingressi di clock (∅1 e ∅2) sono accettati dall'8080.

8080 Microprocessor's Architecture

I blocchi funzionali del microprocessore 8080 sono mostrati nell'architettura sopra e la sua CPU è composta dalle seguenti unità funzionali:


  • Logica degli indirizzi e array di registri
  • Unità aritmetica e logica
  • Sezione di controllo e registro delle istruzioni
  • Buffer bus dati bidirezionale a 3 stati
Architettura del microprocessore 8080

Architettura del microprocessore 8080

Unità aritmetica e logica

L'ALU include i seguenti registri:

  • Un accumulatore a 8 bit
  • Un accumulatore temporaneo a 8 bit (TMP)
  • Un registro temporaneo a 8 bit
  • Un registro di bandiera

Le operazioni aritmetiche, logiche e di rotazione vengono eseguite nell'ALU. L'unità aritmetica e logica è alimentata dall'accumulatore temporaneo dei registri, dal carry flip flop e dal registro TMP. Il risultato del processo può essere trasmesso allo stesso modo all'accumulatore, l'ALU alimenta anche il registro flag. Il registro TMP riceve le informazioni dal bus interno, quindi invia i dati all'ALU e anche al registro flag. L'accumulatore può essere caricato dal bus interno e l'ALU e trasferisce i dati all'accumulatore temporaneo. L'interno del flip flop di trasporto ausiliario e dell'accumulatore vengono testati per la correzione decimale eseguendo un'istruzione di regolazione decimale per addizione.

Set di istruzioni

Il set di istruzioni del microprocessore 8080 include cinque diverse categorie di istruzioni:

  • Gruppo di spostamento dati: L'istruzione di spostamento dei dati trasferisce i dati tra registri o tra memoria e registri.
  • Gruppo aritmetico: Istruzioni di gruppo aritmetico Aggiungere, sottrarre, incrementare o decrementare i dati nella memoria o nei registri.
  • Gruppo logico : Istruzione di gruppo logico AND, OR, EX-OR, confronta, completa o ruota i dati nei registri o nella memoria.
  • Gruppo di filiali: Viene anche chiamata istruzione di trasferimento del controllo. Include istruzioni condizionali, incondizionate, di ritorno e istruzioni per chiamate di routine secondaria e riavvii.
  • Stack, macchina e gruppo I / O: Questa istruzione include istruzioni di I / O, nonché istruzioni per la manutenzione dello stack e dei flag di controllo interno

Istruzioni e formati di dati

La memoria del microprocessore 8080 è organizzata in quantità di 8 bit, chiamate byte. Ogni byte ha un indirizzo binario esclusivo a 16 bit relativo alla sua posizione sequenziale nella memoria. L'8080 può anche essere costituito da elementi ROM (memoria di sola lettura) ed elementi RAM (memoria ad accesso casuale) e il microprocessore può indirizzare direttamente fino a 65.536 byte di memoria.

I dati nel microprocessore 8080 vengono memorizzati sotto forma di cifre binarie a 8 bit.

Quando un registro include un numero binario, è essenziale trovare l'ordine in cui vengono scritti i bit del numero. Nel microprocessore Intel 8080, BIT 0 viene indicato come LSB e BIT 7 come MSB.

Le istruzioni del programma del microprocessore 8080 possono essere lunghe un byte, due o tre byte. Diverse istruzioni di byte devono essere memorizzate in posizioni di memoria successive. L'indirizzo del primo byte viene sempre utilizzato come indirizzo delle istruzioni. Il formato corretto dell'istruzione dipende dalla particolare operazione da eseguire.

Memoria

La memoria indirizzabile totale del microprocessore è 64 KB e lo stack programmi e memorie dati occupano lo stesso spazio di memoria.

  • Nella memoria del programma, il programma può essere posizionato ovunque nella chiamata in memoria, l'istruzione di salto e di diramazione può utilizzare indirizzi a 16 bit, ovvero possono essere utilizzati per diramare / saltare ovunque all'interno della memoria da 64 KB. Tutte queste istruzioni utilizzano l'indirizzamento completo.
  • Nella memoria dati, il processore utilizza sempre indirizzi a 16 bit in modo che i dati possano essere localizzati ovunque.
  • Memoria dello stack è incompleto solo per la dimensione della memoria, lo stack si alza verso il basso.

Flag di condizione

Flag è un registro a 8 bit con cinque flag a 1 bit. Esistono cinque tipi di flag associati all'implementazione delle istruzioni sul microprocessore 8080. Sono segno, zero, parità, riporto e riporto ausiliario e questi flag sono rappresentati da un registro a 1 bit nella CPU. Un flag viene impostato forzando il bit a 1 e ripristinato forzando il bit a 0.

  • Flag di zero: se il risultato di un'istruzione ha il valore '0', questo flag di zero viene impostato oppure viene ripristinato.
  • Flag di segno: se il bit MSB di un'istruzione ha il valore '1', questo flag viene impostato oppure viene ripristinato.
  • Flag di parità: se il numero dei bit impostati nel risultato ha un valore pari, questo flag viene impostato oppure viene ripristinato.
  • Flag di riporto: se si è verificato un riporto durante il prestito, l'addizione, la sottrazione o il confronto, questo flag viene impostato oppure viene ripristinato.
  • Carry ausiliario: Se è stata eseguita un'effettuazione da 3 bit a 4 bit del risultato, questo flag viene impostato altrimenti viene resettato.

Interrompe

Il processore mantiene interruzioni mascherabili . Quando si verifica un interrupt, il processore preleva un'istruzione dal bus frequentemente una di queste istruzioni:

  • Nelle istruzioni RST (RST0 - RST7), il processore salva la corrente contatore di programma nello stack e si dirama nella posizione di memoria N * 8 (dove N è un numero a 3 bit da 0 a 7 fornito con l'istruzione RST).
  • L'istruzione CALL è un'istruzione a 3 byte, in cui il processore chiama la subroutine, il cui indirizzo è particolare nel secondo e terzo byte dell'istruzione.

Utilizzando le istruzioni EI e DI, gli interrupt possono essere abilitati o disabilitati.

Pertanto, il microprocessore Intel 8080 è un successore della CPU Intel 8008. La versione originale del microprocessore aveva un guasto. Dopo che l'errore è stato notato, Intel ha rilasciato la versione aggiornata della CPU in grado di pilotare dispositivi TTL standard. Si tratta del microprocessore 8080 e della sua architettura. Sulla base delle informazioni fornite qui in questo articolo, i lettori sono incoraggiati a pubblicare i loro suggerimenti, feedback e commenti nella sezione commenti fornita di seguito.

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