Inleiding tot 8080 Microprocessor en zijn architectuur

De 8080-microprocessor is ontworpen door Masatoshi Shima en Federico Faggin Stan Mazor heeft bijgedragen voor het ontwerpen van een chip. In het jaar 1972 was het werk aan de 8080 microprocessor aan de gang en de CPU werd uitgebracht in april 1974. De originele versie van 8080 had een fout dat hij alleen TTL-apparaten met laag vermogen kon aansturen. Nadat de fout was ontdekt, werd de bijgewerkte versie van de CPU-8080A vrijgegeven door Intel, die standaard TTL-apparaten kon aansturen.

8080 Microprocessor

De Intel 8080 / 808A was geen objectcode, hij kwam goed overeen met de 8008, maar de broncode kwam er goed mee overeen. Net als bij de 8008 microprocessor, heeft de 8080 CPU dezelfde interruptverwerkingslogica. De maximale geheugengrootte op Intel microprocessor 8080 is verhoogd van 16 KB naar 64 KB. De microprocessor 8080 was erg trendy en werd door veel bedrijven op de tweede plaats gekocht. Genetische kopieën van de 8080-processor zijn gemaakt in Polen, USSR, CSSR, Roemenië en Hongarije. Vandaag de dag verschillende soorten microprocessors beschikbaar die vooruitgang zijn naar deze processor.

8080 Microprocessor

Pin diagram van 8080

Een microprocessor integreert de functies van computers CPU op een enkele IC. Het is een programmeerbaar apparaat dat de digitale gegevens als invoer accepteert, verwerkt volgens de commando's die in het geheugen zijn opgeslagen en resultaten geeft als uitvoer. De geschiedenis van de microprocessor vanuit technisch oogpunt omvat het focussen op verschillende bedrijven en concurrenten van microprocessors verschillende stadia van ingebed microprocessorontwerp ​

Een 8080-microprocessor is een 8-bits parallelle CPU, en deze microprocessor wordt gebruikt in digitale computersystemen voor algemene doeleinden en is gemaakt op een enkele grootschalige integratiechip met behulp van Intel's N-channel Silicium Gate MOS-proces. De microprocessor 8080 bestaat uit 40 pinnen en de microprocessor draagt ​​interne informatie en gegevens over via een 8-bits bidirectionele databus met 3 statussen (D0-D7). De adressen van randapparatuur en geheugenadressen worden verzonden via een 16-bits adresbus met 3 statussen (A0-A15).

Zes besturings- en timinguitgangen WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC en WR zijn afkomstig van de microprocessor 8080, terwijl besturingsingangen (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ en INT), voedingsingangen (+12, +5, - 5 en GND), en klokingangen (∅1 en ∅2) worden geaccepteerd door de 8080.

8080 Microprocessor-architectuur

De functionele blokken van de microprocessor 8080 worden getoond in de bovenstaande architectuur en de CPU bestaat uit de volgende functionele eenheden:

• Adreslogica en registerarray
• Rekenkundige en logische eenheid
• Controle sectie en instructieregister
• Bidirectionele databusbuffer met 3 statussen

Architectuur van microprocessor 8080

Rekenkundige en logische eenheid

De ALU omvat de volgende registers:

• Een 8-bits accumulator
• Een 8-bits tijdelijke accumulator (TMP)
• Een 8-bit tijdelijk register
• Een vlaggenregister

In de ALU worden rekenkundige, logische en roterende bewerkingen uitgevoerd. De rekenkundige en logische eenheid wordt gevoed door de tijdelijke accumulator van de registers, de draagbare flip-flop en het TMP-register. Het resultaat van het proces kan op dezelfde manier naar de accumulator worden verzonden, de ALU voedt ook het vlagregister. Het TMP-register krijgt informatie van de interne bus en verzendt vervolgens de gegevens naar de ALU en ook naar het vlagregister. De accumulator kan worden geladen vanaf de interne bus en de ALU en het draagt ​​gegevens over naar de tijdelijke accumulator. De binnenkant van de extra carry-flip-flop en accumulator worden getest op decimale correctie door het uitvoeren van een decimale aanpassing voor optelling-instructie.

Instructie set

De instructieset voor de 8080 microprocessor bevat vijf verschillende categorieën instructies:

• Gegevensverplaatsingsgroep: Instructie voor het verplaatsen van gegevens draagt ​​gegevens over tussen registers of tussen geheugen en registers.
• Rekenkundige groep: Rekenkundige groepsinstructies Optellen, aftrekken, verhogen of verlagen van gegevens in het geheugen of in registers.
• Logische groep : Logische groepsinstructie AND, OR, EX-OR, vergelijk, complementeer of roteert data in registers of in het geheugen.
• Branch groep: Het wordt ook wel controleoverdrachtsinstructie genoemd. Het bevat voorwaardelijke, onvoorwaardelijke retourinstructies en subroutine-oproepinstructies en herstart.
• Stapel, machine en I / O-groep: Deze instructie bevat I / O-instructies, evenals instructies voor het onderhouden van de stack en interne controlevlaggen

Instructie en gegevensformaten

Het geheugen van de 8080-microprocessor is georganiseerd in 8-bits hoeveelheden, bytes genaamd. Elke byte heeft een exclusief 16-bits binair adres gerelateerd aan zijn sequentiële positie in het geheugen. De 8080 kan ook bestaan ​​uit ROM-elementen (alleen-lezen geheugen) en RAM-elementen (willekeurig toegankelijk geheugen), en de microprocessor kan rechtstreeks tot 65.536 bytes aan geheugen adresseren.

Gegevens in de 8080-microprocessor worden opgeslagen in de vorm van 8-bits binaire cijfers.

Als een register een binair getal bevat, is het essentieel om de volgorde te vinden waarin bits van het getal worden geschreven. In de Intel 8080-microprocessor wordt BIT 0 LSB genoemd en de BIT 7 de MSB.

De 8080 microprocessor programma-instructies kunnen één byte, twee of drie bytes lang zijn. Verschillende byte-instructies moeten op opeenvolgende geheugenlocaties worden opgeslagen. Het adres van de eerste byte wordt altijd gebruikt als het adres van de instructies. Het juiste instructieformaat hangt af van de specifieke bewerking die moet worden uitgevoerd.

Geheugen

Het totale adresseerbare geheugen van de microprocessor is 64 KB, en de stapel programma- en gegevensgeheugens bezetten dezelfde geheugenruimte.

• In het programmageheugen kan het programma overal in de geheugenoproep worden geplaatst, sprong- en vertakkingsinstructies kunnen 16-bits adressen gebruiken, d.w.z. ze kunnen worden gebruikt om overal in het 64KB geheugen te vertakken / springen. Al deze instructies gebruiken volledige adressering.
• In het datageheugen gebruikt de processor altijd 16-bit adressen zodat de data overal te vinden is.
• Stapel geheugen is alleen onvolledig door de grootte van het geheugen, de stapel gaat omlaag.

Conditie vlaggen

Vlag is een 8-bits register met vijf 1-bits vlaggen. Er zijn vijf soorten vlaggen die zijn geassocieerd met de implementatie van instructies op de microprocessor 8080. Ze zijn teken, nul, pariteit, overdracht en hulpoverdracht, en deze vlaggen worden weergegeven door een 1-bit register in de CPU. Een vlag wordt ingesteld door de bit naar 1 te forceren, en gereset door de bit naar 0 te forceren.

• Nulvlag: als het resultaat van een instructie de waarde ‘0’ heeft, wordt deze nulvlag gezet of wordt deze gereset.
• Tekenvlag: Als het MSB-bit van een instructie de waarde ‘1’ heeft, wordt deze vlag gezet of wordt deze gereset.
• Pariteitsvlag: als het aantal ingestelde bits in het resultaat een even waarde heeft, wordt deze vlag ingesteld of wordt deze gereset.
• Carry Flag: Als er een carry was tijdens lenen, optellen, aftrekken of vergelijken, wordt deze vlag gezet of wordt hij gereset.
• Auxiliary Carry: Als er een uitvoering was van 3-bit naar 4-bit van het resultaat, wordt deze vlag anders gezet, deze wordt gereset.

Onderbreekt

De processor handhaaft maskeerbare onderbrekingen ​Wanneer er een interrupt optreedt, haalt de processor één instructie van de bus regelmatig een van deze instructies:

• In RST-instructies (RST0 - RST7) slaat de processor stroom op programma teller in stapel en vertakt naar geheugenlocatie N * 8 (waarbij N een 3-bits getal van 0 tot 7 is dat bij de RST-instructie wordt geleverd).
• CALL-instructie is een instructie van 3 bytes, waarbij de processor de subroutine aanroept, waarvan het adres specifiek is in de tweede en derde bytes van de instructie.

Door EI- en DI-instructies te gebruiken, kunnen de interrupts worden in- of uitgeschakeld.

De Intel 8080 microprocessor is dus een opvolger van de Intel 8008 CPU. De originele versie van de microprocessor had een storing. Nadat de fout was opgemerkt, bracht Intel een bijgewerkte versie van de CPU uit die standaard TTL-apparaten kon aansturen. Dit gaat over de 8080-microprocessor en zijn architectuur. Op basis van de informatie die hier in dit artikel wordt gegeven, worden de lezers aangemoedigd om hun suggesties, feedback en opmerkingen te plaatsen in het commentaargedeelte hieronder.

Fotocredits:

• 8080 Microprocessor van antiquetech
• Architectuur van Microprocessor 8080 door blogspot