ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 และสถาปัตยกรรม

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ออกแบบโดย Masatoshi Shima และ Federico Faggin Stan Mazor มีส่วนร่วมในการออกแบบชิป ในปี พ.ศ. 2515 การทำงานบนไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 กำลังดำเนินการอยู่และซีพียูได้เปิดตัวในเดือนเมษายน พ.ศ. 2517 8080 เวอร์ชันดั้งเดิมมีข้อผิดพลาดที่สามารถขับเคลื่อนอุปกรณ์ TTL ที่ใช้พลังงานต่ำได้เท่านั้น หลังจากพบข้อบกพร่อง CPU-8080A เวอร์ชันอัปเดตได้รับการเผยแพร่โดย Intel ซึ่งสามารถขับเคลื่อนอุปกรณ์ TTL มาตรฐานได้

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080

Intel 8080 / 808A ไม่ใช่ออบเจ็กต์โค้ดที่เข้ากันได้ดีกับ 8008 แต่ซอร์สโค้ดเข้ากันได้ดี คล้ายกับไมโครโปรเซสเซอร์ 8008 8080 CPU มีตรรกะการประมวลผลขัดจังหวะเหมือนกัน ขนาดหน่วยความจำสูงสุดบนไมโครโปรเซสเซอร์ Intel 8080 เพิ่มขึ้นจาก 16KB เป็น 64KB ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 นั้นทันสมัยมากและเป็นแหล่งที่สองจากหลาย บริษัท สำเนาพันธุกรรมของโปรเซสเซอร์ 8080 ผลิตในโปแลนด์สหภาพโซเวียต CSSR โรมาเนียและฮังการี ปัจจุบัน ไมโครโปรเซสเซอร์ประเภทต่างๆ พร้อมใช้งานซึ่งเป็นความก้าวหน้าของโปรเซสเซอร์นี้

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080

พินไดอะแกรมของ 8080

ไมโครโปรเซสเซอร์รวมฟังก์ชันของ CPU คอมพิวเตอร์ไว้บน IC ตัวเดียว เป็นอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งรับข้อมูลดิจิทัลเป็นอินพุตประมวลผลตามคำสั่งที่เก็บไว้ในหน่วยความจำและให้ผลลัพธ์เป็นเอาต์พุต ประวัติไมโครโปรเซสเซอร์ จากมุมมองทางเทคนิคโดยมุ่งเน้นไปที่ บริษัท ต่างๆและคู่แข่งของไมโครโปรเซสเซอร์เกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่างๆของ การออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์แบบฝัง .

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 เป็นซีพียูแบบขนาน 8 บิตและไมโครโปรเซสเซอร์นี้ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ดิจิทัลเอนกประสงค์ประกอบด้วยชิปรวมขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวโดยใช้กระบวนการ MOS ประตูซิลิคอน N-channel ของ Intel ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ประกอบด้วยพิน 40 พินและไมโครโปรเซสเซอร์จะถ่ายโอนข้อมูลภายในและข้อมูลผ่านบัสข้อมูล 3 สถานะแบบสองทิศทาง 8 บิต (D0-D7) แอดเดรสอุปกรณ์ต่อพ่วงและแอดเดรสหน่วยความจำจะถูกส่งผ่านบัสแอดเดรส 3 สถานะ 16 บิต (A0-A15)

เอาต์พุตควบคุมและกำหนดเวลาหกชุด WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC และ WR ได้มาจากไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ในขณะที่อินพุตควบคุม (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅และ INT), อินพุตไฟฟ้า (+12, +5, - 5 และ GND) และอินพุตนาฬิกา (∅1และ∅2) ได้รับการยอมรับจาก 8080

สถาปัตยกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์ 8080

บล็อกการทำงานของไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 แสดงในสถาปัตยกรรมด้านบนและ CPU ประกอบด้วยหน่วยการทำงานดังต่อไปนี้:

• ที่อยู่ลอจิกและลงทะเบียนอาร์เรย์
• หน่วยเลขคณิตและลอจิก
• ส่วนควบคุมและทะเบียนคำสั่ง
• Bi directional, 3 State Data Bus Buffer

สถาปัตยกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์ 8080

หน่วยเลขคณิตและลอจิก

ALU ประกอบด้วยการลงทะเบียนต่อไปนี้:

• ตัวสะสม 8 บิต
• ตัวสะสมชั่วคราว 8 บิต (TMP)
• การลงทะเบียนชั่วคราว 8 บิต
• ทะเบียนธง

การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ตรรกะและการหมุนจะดำเนินการใน ALU หน่วยเลขคณิตและลอจิกถูกป้อนโดยตัวสะสมชั่วคราวของรีจิสเตอร์พกฟลิปฟล็อปและทะเบียน TMP ผลลัพธ์ของกระบวนการสามารถส่งไปยังตัวสะสมในทำนองเดียวกัน ALU ยังฟีดแฟล็กรีจิสเตอร์ TMP register รับข้อมูลจากบัสภายในจากนั้นส่งข้อมูลไปยัง ALU และแฟล็กรีจิสเตอร์ ตัวสะสมสามารถโหลดได้จากบัสภายในและ ALU และจะถ่ายโอนข้อมูลไปยังตัวสะสมชั่วคราว ด้านในของฟลิปฟล็อปเสริมและตัวสะสมได้รับการทดสอบสำหรับการแก้ไขทศนิยมโดยดำเนินการคำสั่งปรับทศนิยมสำหรับการเพิ่ม

ชุดคำสั่ง

ชุดคำสั่งไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ประกอบด้วยคำสั่งห้าประเภท:

• กลุ่มการย้ายข้อมูล: คำสั่งย้ายข้อมูลถ่ายโอนข้อมูลระหว่างรีจิสเตอร์หรือระหว่างหน่วยความจำและรีจิสเตอร์
• กลุ่มเลขคณิต: คำสั่งกลุ่มเลขคณิตเพิ่มลบเพิ่มหรือลดข้อมูลลงในหน่วยความจำหรือในรีจิสเตอร์
• กลุ่มตรรกะ : คำสั่งกลุ่มตรรกะ AND, OR, EX-OR เปรียบเทียบเสริมหรือหมุนข้อมูลลงในรีจิสเตอร์หรือในหน่วยความจำ
• กลุ่มสาขา: เรียกอีกอย่างว่าเป็นการควบคุมการถ่ายโอนคำสั่ง ซึ่งรวมถึงคำแนะนำแบบมีเงื่อนไขไม่มีเงื่อนไขคำแนะนำในการส่งคืนและคำแนะนำการโทรประจำย่อยและรีสตาร์ท
• กลุ่มสแต็คเครื่องและ I / O: คำสั่งนี้ประกอบด้วยคำแนะนำ I / O ตลอดจนคำแนะนำในการดูแลรักษาสแตกและแฟล็กการควบคุมภายใน

คำสั่งและรูปแบบข้อมูล

หน่วยความจำของไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ถูกจัดเป็นปริมาณ 8 บิตเรียกว่าไบต์ แต่ละไบต์มีไบนารีแอดเดรส 16 บิตพิเศษที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งตามลำดับในหน่วยความจำ 8080 อาจประกอบด้วยองค์ประกอบ ROM (อ่านอย่างเดียวหน่วยความจำ) และองค์ประกอบ RAM (หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม) และไมโครโปรเซสเซอร์สามารถระบุหน่วยความจำได้ถึง 65,536 ไบต์โดยตรง

ข้อมูลในไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ถูกจัดเก็บในรูปแบบของเลขฐานสอง 8 บิต

เมื่อรีจิสเตอร์มีเลขฐานสองจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องหาลำดับการเขียนบิตของตัวเลข ในไมโครโปรเซสเซอร์ Intel 8080 BIT 0 หมายถึง LSB และ BIT 7 เป็น MSB

คำแนะนำโปรแกรมไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 อาจมีความยาวหนึ่งไบต์ความยาวสองหรือสามไบต์ คำสั่งไบต์ที่แตกต่างกันจะต้องจัดเก็บในตำแหน่งหน่วยความจำที่ต่อเนื่องกัน ที่อยู่ของไบต์แรกจะใช้เป็นที่อยู่ของคำแนะนำเสมอ รูปแบบคำสั่งที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับการดำเนินการเฉพาะที่จะดำเนินการ

หน่วยความจำ

หน่วยความจำแอดเดรสทั้งหมดของไมโครโปรเซสเซอร์คือ 64KB และสแต็ก ความทรงจำของโปรแกรมและข้อมูล ใช้พื้นที่หน่วยความจำเดียวกัน

• ในหน่วยความจำโปรแกรมสามารถวางโปรแกรมไว้ที่ใดก็ได้ในการเรียกหน่วยความจำคำสั่งกระโดดและสาขาสามารถใช้ที่อยู่ 16 บิตกล่าวคือสามารถใช้เพื่อแยกสาขา / ข้ามไปที่ใดก็ได้ภายในหน่วยความจำ 64KB คำแนะนำทั้งหมดนี้ใช้การระบุที่อยู่ที่สมบูรณ์
• ในหน่วยความจำข้อมูลโปรเซสเซอร์จะใช้แอดเดรส 16 บิตเสมอเพื่อให้ข้อมูลสามารถอยู่ที่ใดก็ได้
• หน่วยความจำสแต็ก ไม่สมบูรณ์ตามขนาดของหน่วยความจำเท่านั้นสแต็กจะลดลง

ธงเงื่อนไข

แฟล็กคือรีจิสเตอร์ 8 บิตที่มีแฟล็ก 1 บิตห้าแฟล็ก แฟล็กที่เกี่ยวข้องกับการใช้คำสั่งบนไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 มีอยู่ห้าประเภท ได้แก่ sign, zero, parity, carry และ auxiliary carry และแฟล็กเหล่านี้จะแสดงโดยรีจิสเตอร์ 1 บิตใน CPU แฟล็กถูกตั้งค่าโดยบังคับให้บิตเป็น 1 และรีเซ็ตโดยบังคับให้บิตเป็น 0

• Zero Flag: หากผลลัพธ์ของคำสั่งมีค่าเป็น '0' แฟล็กศูนย์นี้จะถูกตั้งค่ามิฉะนั้นจะถูกรีเซ็ต
• Sign Flag: หากบิตคำสั่ง MSB มีค่าเป็น '1' แฟล็กนี้จะถูกตั้งค่าหรือมิฉะนั้นจะถูกรีเซ็ต
• Parity Flag: หากจำนวนบิตที่ตั้งไว้ในผลลัพธ์มีค่าเท่ากันแฟล็กนี้จะถูกตั้งค่าหรือมิฉะนั้นจะถูกรีเซ็ต
• Carry Flag: หากมีการพกพาระหว่างการยืมการบวกการลบหรือการเปรียบเทียบค่าสถานะนี้จะถูกตั้งค่าหรืออื่น ๆ จะถูกรีเซ็ต
• Auxiliary Carry: หากมีการดำเนินการจาก 3 บิตถึง 4 บิตของผลลัพธ์แฟล็กนี้จะถูกตั้งค่าเป็นอย่างอื่นจะถูกรีเซ็ต

ขัดจังหวะ

โปรเซสเซอร์รักษา การขัดจังหวะที่สามารถปกปิดได้ . เมื่อเกิดการขัดจังหวะโปรเซสเซอร์จะดึงคำสั่งหนึ่งคำสั่งจากบัสบ่อยครั้งหนึ่งในคำแนะนำเหล่านี้:

• ในคำแนะนำ RST (RST0 - RST7) โปรเซสเซอร์จะบันทึกปัจจุบัน ตัวนับโปรแกรม ลงในสแต็กและแตกแขนงไปยังตำแหน่งหน่วยความจำ N * 8 (โดยที่ N คือตัวเลข 3 บิตจาก 0 ถึง 7 ที่ให้มาพร้อมกับคำสั่ง RST)
• คำสั่ง CALL เป็นคำสั่ง 3 ไบต์โดยโปรเซสเซอร์เรียกรูทีนย่อยซึ่งแอดเดรสโดยเฉพาะในไบต์ที่สองและสามของคำสั่ง

ด้วยการใช้คำแนะนำ EI และ DI การขัดจังหวะสามารถเปิดหรือปิดใช้งานได้

ดังนั้นไมโครโปรเซสเซอร์ Intel 8080 จึงเป็นตัวต่อจากซีพียู Intel 8008 ไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นเดิมมีความผิดปกติ หลังจากพบข้อผิดพลาด Intel ได้เปิดตัว CPU รุ่นปรับปรุงซึ่งสามารถขับเคลื่อนอุปกรณ์ TTL มาตรฐานได้ นี่คือไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 และสถาปัตยกรรมของมัน จากข้อมูลที่ให้ไว้ในบทความนี้ขอแนะนำให้ผู้อ่านโพสต์ข้อเสนอแนะคำติชมและความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง

เครดิตภาพ:

• 8080 ไมโครโปรเซสเซอร์โดย antiquetech
• สถาปัตยกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 โดย blogspot