Intel 8080

Intel 8080
Центральный процессор
Микропроцессор Intel 8080A
Производство	апрель 1974
Производитель	Intel Corp.
Частота ЦП	2—3 МГц
Технология производства	6 мкм
Наборы инструкций	80 инструкций
Разъём	DIP40
Ядра
Intel 8008 Intel 8085

Intel 8080 — 8-битный микропроцессор, выпущенный компанией Intel в апреле 1974 года. Представляет собой усовершенствованную версию процессора Intel 8008. По заверениям Intel, этот процессор обеспечивал десятикратный прирост производительности по сравнению с микропроцессором Intel 8008.

Описание

Микропроцессор 580ВМ80, советский клон Intel 8080

Новый процессор выпускался по новейшей тогда 6-микронной NMOS технологии, что позволило разместить на кристалле 6000 транзисторов. Процессор, хотя и был построен на архитектуре Intel 8008, но имел множество отличий от своего предшественника, благодаря которым и получил большую популярность. В новом процессоре по сравнению с предшественником была очень развита система команд: 16 команд передачи данных, 31 команда для их обработки, 28 команд для перехода (с прямой адресацией), 5 команд управления. В микропроцессоре Intel 8080 не было команд умножения и деления, и обычно их реализовывали с помощью подпрограмм, хотя Intel предлагала и внешний сопроцессор. Благодаря 16-разрядной адресной шине процессор позволял производить адресацию 64 Кбайт памяти, которая не разделялась на память команд и данных. Хотя процессор и был 8-разрядным и содержал семь 8-битных регистров (A, B, C, D, E, H, L), он имел ограниченные возможности обработки 16-разрядных чисел, для чего регистры объединялись в пары BC, DE, HL. В новом процессоре использовался стек во внешней памяти (в Intel 8008 он был внутренним).

Существует небольшая путаница в обозначениях именно этого процессора. Первоначальный вариант i8080 имел 48-выводный планарный корпус с шагом выводов 1/20 дюйма, максимальную тактовую частоту 2 МГц и одну довольно серьёзную ошибку, которая теоретически могла привести процессор в состояние, из которого он выводился только сигналом reset. Улучшенный вариант 8080А, выпущенный через полгода, имел корпус DIP-40 с шагом выводов 1/10 дюйма, максимальную тактовую частоту 2,5 МГц и эта ошибка в нём была исправлена. Большинство авторов, используя обозначение 8080, имеют в виду в действительности 8080А.

На базе микропроцессора Intel 8080 фирмой MITS был выпущен «первый в мире миникомпьютерный комплект, который может соперничать с промышленными образцами» (персональный компьютер) Altair-8800, который пользовался невероятно большой по тем временам популярностью (MITS не успевала даже вовремя обрабатывать заказы).

Помимо Altair-8800, микропроцессор Intel 8080 также применялся в устройствах управления уличным освещением и светофорами, а также в другом оборудовании.

Специализированные микросхемы

Помимо самого микропроцессора, Intel создала целый ряд дополнительных микросхем, облегчающих его использование и упрощающих использование внешних устройств, наиболее распространёнными из которых были:

• 8216/8226 — шинные формирователи (8226 - инвертирующий) с большой нагрузочной способностью;
• 8224 — генератор синхросигналов;
• 8228/8238 — системные контроллеры, декодировавшие слово состояния микропроцессора в сигналы управления шиной;
• 8231 — арифметический сопроцессор;
• 8232 — процессор чисел с плавающей запятой (32 и 64 разряда);
• 8251 — микросхема последовательного интерфейса;
• 8256 — микросхема многофункционального периферийного адаптера: PCI, TIMER, PPA;
• 8253 — 3-канальный таймер/счётчик;
• 8255 — микросхема трёхканального параллельного интерфейса;
• 8271 — контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (НГМД);
• 8275 — контроллер монитора;
• 8355 — микросхема интерфейса с периферией (с 16 Кбайт ПЗУ).
• 8257 - контроллер прямого доступа в память

Кроме перечисленных микросхем, также могли применяться и микросхемы других производителей, например, Texas Instruments. Микросхема 8205 в действительности была копией (клоном) дешифратора из 3 в 8, известного как 74LS138. Микросхемы 8205, 8216/8226, 8224, 8228/8238 выпускались по биполярной Shottky TTL технологии, остальные - по n-MOS технологии, обеспечивавшей максимальную на то время степень интеграции.

Конкуренты

Копия, произведенная AMD

Во второй половине 1970-х и в начале 1980-х на рынке присутствовало множество 8-разрядных архитектур, наиболее значимыми из которых были Intel 8080 и MOS Technology 6502. Кроме того, целый ряд фирм создавали свои клоны популярных процессоров. Копии i8080 производили Mitsubishi, National Semiconductor, NEC, Siemens, AMD и некоторые другие.

Фирма Zilog вышла на рынок с предложением полностью совместимого на уровне машинного кода, но отличавшегося аппаратным интерфейсом процессора Zilog Z80, имеющего существенно большую производительность, расширенный набор команд и другие улучшения архитектуры, а также обходящегося значительно меньшим числом микросхем поддержки (в частности, отпадала нужда в использовании специального тактового генератора и контроллера шины). Кроме того, Z80 требовал одно напряжение питания +5В вместо трёх (+5В, −5В и +12В) у Intel 8080. Всё это предопределило очень большую популярность Z80, сумевшего вытеснить интеловский прототип несмотря на появление усовершенствованного кристалла i8085.

Советским аналогом был микропроцессорный комплект серии КР580, в частности, микропроцессор КР580ВМ80А.

Технические характеристики

• Дата анонса: апрель 1974 года
• Тактовая частота: 2 МГц (позже 2,5 и 3 МГц)
• Разрядность регистров: 8 бит
• Разрядность шины данных: 8 бит
• Разрядность шины адреса: 16 бит
• Объём адресуемой памяти: 64 Кбайт
• Количество транзисторов: 6000
• Техпроцесс (нм): 6000 (6 мкм)
• Требуемые источники питания: +5В, −5В, +12В
• Разъём: микросхема припаивалась к плате
• Корпус: 40-контактный керамический DIP
• Поддерживаемые технологии: 80 инструкций

Ссылки

• Как разрабатывались первые микросхемы Intel (рус.)
• Большая база данных процессоров с фотографиями (англ.)
• Э. Пройдаков. Микропроцессор 8080 +(Справочник по системе команд микропроцессора Intel 8080)  (рус.). Технологии. Микроэлектроника. Восьмиразрядные микропроцессоры. Виртуальный компьютерный музей. Дата обращения: 6 августа 2009.