4040

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Intel 4040
Центральный процессор
Intel D4040 2293B top.jpg
Микропроцессор Intel 4040
Производство с 1974 по 1981
Производитель
Частота ЦП 500—740 КГц
Технология производства 10 мкм
Наборы инструкций 60 инструкций
Микроархитектура процессора Intel 4040

Intel 4040 — 4-битный микропроцессор (улучшенный), разработанный Intel Corp. и выпущенный в 1974 году. Микросхема является преемником Intel 4004 и предшественником первого 8-битного микропроцессора Intel 8008.

Чип i4040 содержал 3000 транзисторов, размещенных на одном кристалле по техпроцессу 10мкм. Микропроцессор использовался, в основном, в игровых устройствах, в микроконтроллерах, управляющих различными процессами, и в тестовых устройствах. Корпус i4040 вдвое шире корпуса i4004 и имеет 24 вывода (Это замышлялось с самого начала, но из-за политики тогдашнего руководства Intel, все микросхемы выпускались в корпусах с 16 выводами, из-за чего i4004 не мог реализовать своих скоростных характеристик). В новый процессор добавили 14 новых команд к 46 старым, увеличили количество регистров до 24, расширили память команд до 8кб и увеличили глубину стека до 7-ми уровней, также самое важное - появилась поддержка прерываний (отдельная линия ввода)[1] . Семейство микросхем i4040 также именовали как MCS-40. Выпускались микросхемы 3-х типов: C4040, D4040, P4040.

Характеристики i4040[править | править код]

  • Разрядность регистров 4 бит
  • Внутренняя шина: 4 бита
  • Внешняя шина: мультиплексированная для адреса, данных, управления — 4 бита
  • Банки памяти:
    • Область программ: 2 банка (2 линии CM)
    • Область данных: 4 банка (4 линии CM), или 8 банков (4 линии CM с дешифратором)
  • Рабочая тактовая частота 500-740кГц (max. ~740,740...кГц)
  • Полная программная совместимость с i4004
  • Добавлена поддержка прерываний
  • Добавлены режимы остановки программы Halt, Stop и пошаговое выполнение программы
  • Набор инструкций расширен до 60 команд (46+14 новых)
  • Память команд (ПЗУ) расширена до 8 Кбайт
  • Число регистров увеличено до 24
  • Глубина стека теперь составляет 7 уровней.
  • Напряжение питания +15V
  • Разъём DIP24

Конструкторы[править | править код]

Тед Хофф, Федерико Фаджин, Стэнли Мэйзор (Stan Mazor), Масатоши Шима (en:Masatoshi Shima)

Специализированные микросхемы[править | править код]

Как и i4004, чип i4040 поставлялся с дополнительными микросхемами, в зависимости от потребностей микросхема могла поставляться со следующими чипами:

  • 4201 — тактовый генератор, схема формирования сигналов RESET, STOP/ACK, и импульсов пошагового исполнения.

Схемы для банков программ (ПЗУ, ОЗУ и ввода-вывода):

  • 4001 — 256-байтовое масочное ПЗУ (256 8-битовых программных инструкций), и один встроенный 4-битный порт ввода-вывода.
  • 4308 — 1024-байтовое масочное ПЗУ (1024 8-битовых программных инструкций), и четыре встроенных 4-битных порта ввода-вывода. Полная замена для четырех схем 4001.
  • 4008, 4009 — комплект для подключения стандартных чипов памяти (ПЗУ, ППЗУ, ОЗУ) и портов ввода-вывода. Позволяет подключить до 16 разных устройств памяти в формате 8 бит адреса, 8 бит данных. Для записи в ОЗУ используется ранее недокументированная команда WPM (Write Program Memory). Также поддерживается до 16 четырехбитных портов ввода и до 16 четырехбитных портов вывода. Intel рекомендует совместно использовать чипы: 4316 (2048 байт масочное ПЗУ), 4702А (256 байт ППЗУ/EPROM), 4101 (256 байт статичекое ОЗУ).
  • 4289 — схема для подключения стандартных чипов памяти и портов ввода-вывода. Более поздняя замена 4008/4009 в одном корпусе.
  • 4207, 4209, 4211 — порты GPIO (4 порта по 4 бит). Схемы имеют адрес 3 в области программ, поэтому не могут использоваться совместно с 4008/4009/4289, а схемы 4001/4308 не должны занимать адрес 3. Можно использовать одновременно до восьми схем, используя для выбора линии CM-RAM.
    • 4207 — 8 бит синхронного вывода данных, 4 выходных бита управления, 4 входных бита управления.
    • 4209 — 8 бит синхронного ввода данных, 4 выходных бита управления, 4 входных бита управления.
    • 4211 — 8 бит синхронного вывода данных, 8 бит синхронного ввода данных.

Схемы для банков данных (ОЗУ и ввода-вывода):

  • 4002 — 40-байтовое ОЗУ (80 4-битных ячеек), и один встроенный 4-битный выходной порт; RAM в чипе организована в 4 «регистра» из двадцати 4-битных ячеек:
    • 16 ячеек данных (в оригинальном калькуляторе использовались для цифр мантиссы)
    • 4 ячейки состояния (в оригинальном калькуляторе использовались для цифр экспоненты и знаков)
  • 4003 — 10-битный расширитель вывода (сдвиговый регистр, преобразующий последовательный код в параллельный)
  • 4265 — 4 универсальных четырехбитных порта ввода/вывода. Программно поддерживаются 14 режимов. Полностью замещает один из банков ОЗУ 4002.
  • 4269 — программируемый контроллер клавиатуры и дисплея. Производит циклическое сканирование двух клавиатурных матриц 8*8 (128 клавиш) и циклический вывод 2*16*4 бит данных для управления дисплеем. Полностью замещает один из банков ОЗУ 4002.

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]