Введение в микропроцессор 8080 и его архитектуру

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Микропроцессор 8080 был разработан Масатоши Шима, а Федерико Фаггин Стэн Мазор участвовал в разработке чипа. В 1972 году работа над микропроцессором 8080 продолжалась, и ЦП был выпущен в апреле 1974 года. Исходная версия 8080 имела ошибку, заключающуюся в том, что она могла управлять только маломощными устройствами TTL. После того, как неисправность была обнаружена, Intel выпустила обновленную версию CPU-8080A, которая могла управлять стандартными устройствами TTL.

8080 Микропроцессор

8080 Микропроцессор



Intel 8080 / 808A не был объектным кодом, он хорошо соответствовал 8008, но его исходный код хорошо соответствовал ему. Подобно микропроцессору 8008, процессор 8080 имеет такую ​​же логику обработки прерываний. Максимальный объем памяти микропроцессора Intel 8080 был увеличен с 16 КБ до 64 КБ. Микропроцессор 8080 был очень модным, и многие компании его поставили вторыми. Генетические копии процессора 8080 были изготовлены в Польше, СССР, ЧССР, Румынии и Венгрии. Настоящее время разные типы микропроцессоров доступны, которые являются продвижением к этому процессору.


8080 Микропроцессор

Схема выводов 8080

Схема выводов 8080



Микропроцессор объединяет функции центрального процессора компьютера на единой ИС. Это программируемое устройство, которое принимает цифровые данные на вход, обрабатывает их в соответствии с командами, хранящимися в его памяти, и выдает результаты на выходе. В история микропроцессора с технической точки зрения, сосредоточение внимания на различных корпорациях и конкурентах микропроцессора включает в себя различные этапы встроенный микропроцессор .

Микропроцессор 8080 - это 8-битный параллельный ЦП, и этот микропроцессор используется в цифровых компьютерных системах общего назначения. Он состоит из одного крупномасштабного интеграционного чипа с использованием N-канального кремниевого затвора MOS процесса Intel. Микропроцессор 8080 состоит из 40 контактов, и микропроцессор передает внутреннюю информацию и данные через 8-битную двунаправленную шину данных с 3 состояниями (D0-D7). Адреса периферийных устройств и адреса памяти передаются по 16-разрядной шине адреса с 3 состояниями (A0-A15).

Шесть выходов управления и синхронизации WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC и WR выводятся из микропроцессора 8080, а управляющие входы (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ и INT), входы питания (+12, +5, - 5 и GND), а входы часов (1 и ∅2) принимаются 8080.

Архитектура микропроцессора 8080

Функциональные блоки микропроцессора 8080 показаны в указанной выше архитектуре, а его ЦП состоит из следующих функциональных блоков:


  • Логика адреса и массив регистров
  • Арифметико-логический блок
  • Контрольный раздел и реестр инструкций
  • Двунаправленный, буфер шины данных с 3 состояниями
Архитектура микропроцессора 8080

Архитектура микропроцессора 8080

Арифметико-логический блок

ALU включает в себя следующие регистры:

  • 8-битный аккумулятор
  • 8-битный временный накопитель (TMP)
  • 8-битный временный регистр
  • Регистр флагов

Арифметические, логические операции и операции вращения выполняются в ALU. Арифметико-логический блок питается от временного аккумулятора регистров, триггера переноса и регистра TMP. Результат процесса может быть передан в аккумулятор аналогично, ALU также питает регистр флагов. Регистр TMP получает информацию от внутренней шины, а затем отправляет данные в ALU, а также в регистр флагов. В аккумулятор можно загружать как с внутренней шины, так и с АЛУ, и он передает данные во временный аккумулятор. Внутренняя часть вспомогательного триггера переноса и аккумулятора проверяется на предмет десятичной коррекции путем выполнения инструкции десятичной корректировки для сложения.

Набор инструкций

Набор команд микропроцессора 8080 включает пять различных категорий команд:

  • Группа перемещения данных: Команда перемещения данных передает данные между регистрами или между памятью и регистрами.
  • Арифметическая группа: Команды арифметической группы Добавление, вычитание, увеличение или уменьшение данных в памяти или в регистрах.
  • Логическая группа : Команда логической группы AND, OR, EX-OR, сравнение, дополнение или вращение данных в регистрах или в памяти.
  • Группа филиалов: Это также называется инструкцией по передаче управления. Он включает в себя условные, безусловные инструкции возврата и инструкции подпрограммы вызова и перезапуска.
  • Стек, машина и группа ввода / вывода: Эта инструкция включает инструкции ввода-вывода, а также инструкции по поддержанию стека и флагов внутреннего контроля.

Инструкции и форматы данных

Память микропроцессора 8080 организована в виде 8-битных величин, называемых байтами. Каждый байт имеет эксклюзивный 16-битный двоичный адрес, связанный с его последовательной позицией в памяти. 8080 может также состоять из элементов ROM (постоянное запоминающее устройство) и RAM (оперативное запоминающее устройство), а микропроцессор может напрямую адресовать до 65 536 байт памяти.

Данные в микропроцессоре 8080 хранятся в виде 8-битных двоичных цифр.

Когда регистр включает двоичное число, важно найти порядок, в котором записываются биты числа. В микропроцессоре Intel 8080 BIT 0 называется LSB, а BIT 7 - MSB.

Программные инструкции микропроцессора 8080 могут иметь длину один, два или три байта. Различные байтовые инструкции должны храниться в последовательных ячейках памяти. Адрес первого байта всегда используется как адрес инструкции. Правильный формат инструкции зависит от конкретной операции, которую нужно выполнить.

объем памяти

Общая адресуемая память микропроцессора составляет 64 КБ, а стек память программ и данных занимают то же место в памяти.

  • В программной памяти программа может быть размещена в любом месте вызова памяти, инструкции перехода и перехода могут использовать 16-битные адреса, то есть они могут использоваться для перехода / перехода в любом месте в памяти 64 КБ. Все эти инструкции используют полную адресацию.
  • В памяти данных процессор всегда использует 16-битные адреса, поэтому данные могут быть расположены где угодно.
  • Стековая память неполно только по размеру памяти, стек поднимается вниз.

Флаги состояния

Флаг - это 8-битный регистр с пятью 1-битными флагами. Существует пять типов флагов, связанных с реализацией инструкций на микропроцессоре 8080. Это знак, ноль, контроль четности, перенос и вспомогательный перенос, и эти флаги представлены 1-битным регистром в ЦП. Флаг устанавливается принудительным установлением бита в 1 и сбрасывается принудительным установлением бита в 0.

  • Нулевой флаг: если результат выполнения инструкции имеет значение «0», этот нулевой флаг устанавливается или сбрасывается.
  • Флаг подписи: если бит MSB команды имеет значение «1», этот флаг установлен или сбрасывается.
  • Флаг четности: если количество установленных битов в результате имеет четное значение, этот флаг устанавливается или сбрасывается.
  • Флаг переноса: если был перенос во время заимствования, сложения, вычитания или сравнения, этот флаг устанавливается или сбрасывается.
  • Вспомогательный перенос: если был перенос из 3-битного в 4-битный результат, этот флаг устанавливается, в противном случае он сбрасывается.

Прерывания

Процессор поддерживает маскируемые прерывания . Когда возникает прерывание, процессор выбирает одну инструкцию из шины, часто одну из этих инструкций:

  • В инструкциях RST (RST0 - RST7) процессор сохраняет текущую счетчик команд в стек и переходит в ячейку памяти N * 8 (где N - 3-битное число от 0 до 7, поставляемое с инструкцией RST).
  • Команда CALL представляет собой 3-байтовую инструкцию, в которой процессор вызывает подпрограмму, адрес которой конкретен во втором и третьем байтах инструкции.

Используя инструкции EI и DI, прерывания могут быть разрешены или запрещены.

Таким образом, микропроцессор Intel 8080 является преемником процессора Intel 8008. Первоначальная версия микропроцессора имела неисправность. После того, как ошибка была обнаружена, Intel выпустила обновленную версию процессора, которая могла управлять стандартными устройствами TTL. Речь идет о микропроцессоре 8080 и его архитектуре. На основании информации, представленной здесь, в этой статье, читателям предлагается публиковать свои предложения, отзывы и комментарии в разделе комментариев, приведенном ниже.

Фото: