Intel 8080 jest jednym z pierwszych mikroprocesorów, wyprodukowany przez Intela w kwietniu 1974 jest 8-bitowym mikroprocesorem wykonanym w technologii n-MOS, pracującym z częstotliwością taktowania 2 MHz. Jest on uniwersalną jednostką centralną złożoną z jednostki arytmetyczno-logicznej, rejestrów roboczych i układu sterowania. Dane i instrukcje są przesyłane do i z pamięci za pośrednictwem 8-bitowej szyny danych, pamięć jest adresowana 16-bitową szyną adresową.
Wyprodukowany w 1978 roku 16-bitowy procesor 8086, który jest protoplastą wszystkich stosowanych w komputerach zgodnych z PC, zawiera wszystkie instrukcje procesora 8080, ale mają one inne kody maszynowe i dlatego jest zgodny na poziomie programu źródłowego w kodzie asemblera z procesorem 8080.
Spis treści |
edytuj Charakterystyka
- słowo 8-bitowe
- 72 instrukcje
- bezpośrednie adresowanie pamięci o pojemności do 64 KB
- arytmetyka dwójkowa i dziesiętna kodowana dwójkowo (BCD)
- 8 rejestrów programowych dostępnych dla programisty
- cykl pracy 2μs, wymuszany przez 2-fazowy zegar zewnętrzny
- częstotliwość zegara 2-3 MHz (podstawowy cykl rozkazowy – 4 takty)
- 3 napięcia zasilające: +5V, +12V, -5V
- ubogi zestaw trybów adresowania i nieuporządkowana lista rozkazów
- konieczność stosowania dodatkowych układów: zegar i sterownik systemu
edytuj Schemat blokowy
W strukturze mikroprocesora można wyróżnić cztery bloki funkcjonalne:
- blok rejestrów wraz z układem wybierającym
- jednostkÄ™ arytmetyczno-logicznÄ…
- układ sterowania z rejestrem rozkazów
- dwukierunkowy, trójstanowy bufor szyny danych
edytuj Blok rejestrów z układem wybierającym
Blok rejestrów z układem wybierającym jest statyczną pamięcią z dostępem swobodnym (RAM), zorganizowaną w ten sposób, że tworzy następujące rejestry:
- licznik rozkazów (PC) – 16-bitowy
- wskaźnik stosu (SP) – 16-bitowy
- sześć ośmiobitowych rejestrów uniwersalnych: B, C, D, E, H, L, które można łączyć w pary
- rejestr pomocniczy składający się z dwóch ośmiobitowych rejestrów W oraz Z
Licznik rozkazów zawiera adresy wykonywanych instrukcji. Przy pobraniu każdego bajtu z pamięci zewnętrznej i wchodzącego w skład instrukcji, zawartość licznika jest automatycznie zwiększana o 1. Stos śladów organizowany jest w pamięci zewnętrznej RAM. Wskaźnik tego stosu (SP) zawiera adres następnego, wolnego miejsca na stosie. Sześć ośmiobitowych rejestrów uniwersalnych jest dostępnych dla programisty i można je używać pojedynczo (jako rejestry 8-bitowe) lub w parach, jako rejestry 16-bitowe. W ten sposób można łączyć w pary rejestry B-C, D-E i H-L. Rejestr pomocniczy wytworzony z rejestrów W i Z nie jest dostępny dla programisty i wykorzystywany jest do operacji wewnętrznych.
Dane ośmiobitowe są wprowadzane do bloku rejestrów poprzez multiplekser. Między blokami rejestrów a rejestrem adresów i buforem adresów mogą zachodzić przesłania. Informacja szesnastobitowa może być zwiększona lub zmniejszona o 1, co zachodzi w układzie generacji następnika i poprzednika. Korzysta się z tego przy aktualizacji zawartości licznika rozkazów i wskaźnika stosu. Rejestr adresów jest połączony z trójstanowym buforem, który można wprowadzić w stan wysokiej impedancji, gdy wymagane jest odizolowanie mikroprocesora od pamięci zewnętrznej, tj. wtedy, gdy urządzenia zewnętrzne przesyłają dane bezpośrednio do pamięci z pominięciem jednostki centralnej (DMA).
edytuj Jednostka arytmetyczno-logiczna
Jednostka arytmetyczno-logiczna może wykonywać działania w arytmetyce dwójkowej, operując liczbami ośmiobitowymi, do realizacji arytmetyki dziesiętnej wprowadzono rozkazy korekcji po dodawaniu i odejmowaniu. Z jednostką ALU związany jest rejestr znaczników, którego zawartość tworzy warunki pracy przy wykonywaniu operacji arytmetycznych, logicznych i instrukcji warunkowych. Poszczególne bity tego rejestru służą do określenia:
- zera na wyjściu sumatora
- przeniesienia
- znaku parzystości
- przeniesienia połówkowego
edytuj Układ sterowania z rejestrem rozkazów
Rejestr rozkazów jest rejestrem ośmiobitowym, do którego na początku każdego cyklu rozkazowego jest przesyłany pierwszy bajt instrukcji (zawierający kod instrukcji) pobrany z zewnętrznej pamięci przez szynę danych D0 ... D7 i wewnętrzną szynę danych. Zawartość rejestru rozkazowego jest dostępna dla dekodera instrukcji, który generuje, wraz z układem sterującym sygnały sterujące dla wszystkich układów mikroprocesora. Do układów są doprowadzone końcówki ф1, ф2, READY, INT, RESET i HOLD, przez które wprowadza się dodatkowe informacje sterujące. Z układu sterowania jest wyprowadzonych na zewnątrz sześć wyjść identyfikujących stany i cykle mikroprocesora dla układów zewnętrznych. Są to INTE, HLDA, DBIN, SYNC, WR i WAIT.
edytuj Bufor szyny danych
Bufor szyny danych jest ośmiobitowym, dwukierunkowym rejestrem służącym do odizolowania wewnętrznej szyny danych od końcówek D0 ... D7 stanowiących zewnętrzną szynę danych. Lista rozkazów 8080 obejmuje:
- przesłania między rejestrami procesora lub rejestrem a pamięcią zaadresowaną w jednym z trzech trybów (natychmiastowy, bezpośredni, zawartością pary rejestrów)
- operacje arytmetyczne dodawania, odejmowania, porównywania wykonywane na ośmiobitowych liczbach dwójkowych, całkowitych bez znaku lub ze znakiem w kodzie U2, jednym z argumentów operacji jest zawartość akumulatora, drugim – zawartość rejestru roboczego, argument bezpośredni lub zawartość komórki pamięci zaadresowanej parą H-L
- dodawanie dwucyfrowych liczb dziesiętnych, wykonywane metodą korekcji zawartości akumulatora
- dodawanie i odejmowanie wielokrotnej precyzji
- operacje logiczne na słowach ośmiobitowych
- operacje przesyłania, zwiększania, zmniejszania i dodawania szesnastobitowych adresów traktowanych jako liczby całkowite bez znaku
- rozkazy skoku, przy czym skok warunkowy jest skokiem bezwzględnym, a warunkiem skoku jest stan wybranego znacznika w rejestrze stanu
- rozkazy wejścia/wyjścia realizujące przesłania między akumulatorem a układem sprzęgającym, którego numer jest podany w rozkazie
edytuj Historia
W Polsce pod koniec lat 70. zakłady półprzewodnikowe CEMI produkowały mikroprocesor o nazwie MCY7880 w pełni zgodny z 8080 oraz dodatkowe układy wspomagające zgodne z układami Intela.
edytuj Zobacz też
4-bitowe: 4004 • 4040
8-bitowe: 8008 • 8080 • 8085
x86: 8086 • 8088 • 80186 • 80188 • 80286 • 80386 • 80486 • Pentium OverDrive • Pentium • Pentium Pro • Pentium II • Celeron • Pentium III • Pentium 4 • Pentium D • Pentium M • Pentium Extreme Edition • Pentium Dual Core • Intel Core • Intel Core 2 • Intel Core i7 • Xeon • Penryn • Intel Atom
IA-64: Itanium • Itanium 2
Inne: iAPX 432 • Intel i860 • Intel i960 • Intel XScale