Въведение в 8080 микропроцесора и неговата архитектура

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





Микропроцесорът 8080 е проектиран от Masatoshi Shima и Federico Faggin Stan Mazor допринесе за проектирането на чип. През 1972 г. работата по микропроцесора 8080 беше в ход и процесорът беше пуснат през април 1974 г. Оригиналната версия на 8080 имаше грешка, че можеше да управлява само TTL устройства с ниска мощност. След откриването на неизправността, обновената версия на CPU-8080A беше пусната от Intel, която можеше да управлява стандартни TTL устройства.

8080 Микропроцесор

8080 Микропроцесор



Intel 8080 / 808A не беше обектен код, той беше добре съчетан с 8008, но неговият изходен код беше добре съчетан с него. Подобно на микропроцесора 8008, процесорът 8080 има същата логика за прекъсване. Максималният размер на паметта на Intel микропроцесор 8080 е увеличен от 16KB на 64KB. Микропроцесорът 8080 беше много модерен и беше втори източник от много компании. Генетични копия на процесора 8080 са направени в Полша, СССР, CSSR, Румъния и Унгария. В днешно време различни видове микропроцесори налични, които са напредък към този процесор.


8080 Микропроцесор

ПИН диаграма на 8080

ПИН диаграма на 8080



Микропроцесорът интегрира функциите на процесорите на компютрите на една интегрална схема. Това е програмируемо устройство, което приема цифровите данни като вход, обработва според командите, съхранени в паметта му и дава резултати като изход. The история на микропроцесора от техническа гледна точка фокусирането върху различни корпорации и конкуренти на микропроцесора включва различни етапи на вграден микропроцесорен дизайн .

Микропроцесорът 8080 е 8-битов паралелен процесор и този микропроцесор се използва в цифрови компютърни системи с общо предназначение.Изграден е на един мащабен интеграционен чип, използващ NOS-процеса на MOS на силиконовата порта на Intel. Микропроцесорът 8080 се състои от 40 пина и той микропроцесор прехвърля вътрешна информация и данни чрез 8-битова двупосочна 3-състоятелна шина за данни (D0-D7). Адресите на периферните устройства и адресите на паметта се предават по 16-битова 3-състоятелна адресна шина (A0-A15).

Шест контролни и синхронизиращи изхода WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC и WR произлизат от микропроцесора 8080, докато управляващите входове (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ и INT), входове на мощност (+12, +5, - 5 и GND), а входовете на часовника (∅1 и ∅2) се приемат от 8080.

Архитектура на микропроцесора 8080

Функционалните блокове на микропроцесора 8080 са показани в горната архитектура и неговият процесор се състои от следните функционални единици:


  • Адресна логика и масив от регистър
  • Аритметично-логическа единица
  • Контролен раздел и регистър с инструкции
  • Двупосочен, 3 държавен буфер за шина за данни
Архитектура на микропроцесор 8080

Архитектура на микропроцесор 8080

Аритметично-логическа единица

ALU включва следните регистри:

  • 8-битов акумулатор
  • 8-битов временен акумулатор (TMP)
  • 8-битов временен регистър
  • Регистър на знамена

В ALU се извършват аритметични, логически и ротационни операции. Аритметичната и логическата единица се захранват от временния акумулатор на регистрите, носят тригер и регистър TMP. Резултатът от процеса може да бъде предаден на акумулатора по подобен начин, ALU също подава флаг регистъра. Регистърът на TMP получава информация от вътрешната шина и след това изпраща данните към ALU, а също и към регистъра на флага. Акумулаторът може да бъде зареден от вътрешната шина и ALU и той прехвърля данни към временния акумулатор. Вътрешността на спомагателния тригер и акумулаторът се тестват за десетична корекция чрез изпълнение на инструкция за десетична корекция за добавяне.

Комплект инструкции

Комплектът инструкции за микропроцесор 8080 включва пет различни категории инструкции:

  • Група за преместване на данни: Инструкцията за преместване на данни прехвърля данни между регистрите или между паметта и регистрите.
  • Аритметична група: Инструкции за аритметична група Добавяне, изваждане, увеличаване или намаляване на данни в паметта или в регистрите.
  • Логическа група : Инструкция за логическа група И, ИЛИ, ЕХ-ИЛИ, сравняване, допълване или завъртане на данни в регистри или в паметта.
  • Браншова група: Нарича се също като инструкция за прехвърляне на контрол. Включва Условни, безусловни, инструкции за връщане и подрутинни инструкции за извикване и рестартиране.
  • Стек, машина и I / O група: Тази инструкция включва инструкции за I / O, както и инструкции за поддържане на стека и флаговете за вътрешен контрол

Инструкции и формати за данни

Паметта на 8080 микропроцесора е организирана в 8-битови количества, наречени байтове. Всеки байт има изключителен 16-битов двоичен адрес, свързан с неговата последователна позиция в паметта. 8080 може също да се състои от елементи на ROM (памет само за четене) и елементи RAM (памет с произволен достъп), а микропроцесорът може директно да адресира до 65 536 байта памет.

Данните в 8080 микропроцесор се съхраняват под формата на 8-битови двоични цифри.

Когато регистърът включва двоично число, от съществено значение е да се намери редът, в който се записват битове от числото. В микропроцесора Intel 8080 BIT 0 се означава като LSB, а BIT 7 като MSB.

Инструкциите на програмата за микропроцесор 8080 могат да бъдат с дължина един байт, два или три байта. Инструкции за различни байтове трябва да се съхраняват в последователни места на паметта. Адресът на първия байт винаги се използва като адрес на инструкциите. Правилният формат на инструкциите зависи от конкретната операция, която трябва да бъде изпълнена.

Памет

Общата адресируема памет на микропроцесора е 64KB, а стекът програма и памет за данни заемат едно и също място в паметта.

  • В програмната памет програмата може да бъде поставена навсякъде в извикването на паметта, инструкциите за прескачане и разклоняване могат да използват 16-битови адреси, т.е.могат да се използват за разклоняване / прескачане навсякъде в рамките на 64KB памет. Всички тези инструкции използват пълно адресиране.
  • В паметта на данните процесорът винаги използва 16-битови адреси, така че данните да могат да се намират навсякъде.
  • Памет памет е непълен само от размера на паметта, стекът се вдига надолу.

Флагове за състояние

Flag е 8-битов регистър с пет 1-битови знамена. Има пет вида флагове, свързани с изпълнението на инструкциите на микропроцесора 8080. Те са знак, нула, паритет, носене и спомагателно носене и тези флагове са представени от 1-битов регистър в процесора. Флаг се задава чрез принуждаване на бита на 1 и нулиране чрез принуждаване на бита на 0.

  • Нулев флаг: Ако резултатът от дадена инструкция има стойността „0“, този нулев флаг е зададен или в противен случай той се нулира.
  • Флаг за подпис: Ако битът MSB на инструкция има стойността „1“, този флаг е зададен или в противен случай той се нулира.
  • Флаг за четност: Ако броят на зададените битове в резултата има четна стойност, този флаг е зададен или в противен случай той се нулира.
  • Carry Flag: Ако е имало пренасяне по време на заемане, събиране, изваждане или сравняване, този флаг е зададен или в противен случай се нулира.
  • Спомагателно пренасяне: Ако е извършено изпълнение от 3-битов до 4-битов резултат, този флаг се задава по друг начин, той се нулира.

Прекъсва

Процесорът поддържа маскируеми прекъсвания . Когато възникне прекъсване, процесорът извлича една инструкция от шината често една от тези инструкции:

  • В инструкциите за RST (RST0 - RST7) процесорът спестява ток брояч на програми в стека и клоновете към местоположението на паметта N * 8 (където N е 3-битово число от 0 до 7, доставено с инструкцията RST).
  • Инструкцията CALL е 3-байтова инструкция, при която процесорът извиква подпрограмата, адресът на която е конкретен във втория и третия байт на инструкцията.

Чрез използване на EI и DI инструкции прекъсванията могат да бъдат активирани или деактивирани.

По този начин, микропроцесорът Intel 8080 е наследник на процесора Intel 8008. Оригиналната версия на микропроцесора имаше повреда. След като грешката беше забелязана, Intel пусна обновена версия на процесора, която може да управлява стандартни TTL устройства. Става въпрос за микропроцесора 8080 и неговата архитектура. Въз основа на информацията, дадена тук в тази статия, читателите се насърчават да публикуват своите предложения, отзиви и коментари в раздела за коментари, даден по-долу.

Кредити за снимки:

  • 8080 Микропроцесор от antiquetech
  • Архитектура на микропроцесор 8080 от blogspot