The English encyclopedia Allmultimedia.org will be launched in two phases.
The final launch of the Allmultimedia.org will take place on February 24, 2026
(shortly after the 2026 Winter Olympics).

Zilog Z80

Z Multimediaexpo.cz

LQFP verze procesoru Z80
Klon vyráběný firmou SHARP
T34BM1, sovětský klon Z80
První jasná propagace procesoru Z80 v květnu 1976.

Zilog Z80 je osmibitový mikroprocesor, který vyráběla firma Zilog od roku 1976. Jednalo se o funkční zdokonalení procesoru Intel 8080.

Struktura

Struktura registrů i instrukční sada vycházely z architektury procesoru Intel 8080 a až na drobnosti byly zpětně kompatibilní. Jako rozšíření byly dodány další dva indexové registry (IX, IY), celá sada 8/16 bitových registrů byla zdvojena (AF', BC', HL') a přibyly nové instrukce, využívající tyto registry, instrukce hromadných přesunů dat a instrukce pro přístup k jednotlivým bitům paměti.

Stručná historie použití

Z80 se objevil, když Federico Faggin, po práci na procesoru Intel 8080, opustil společnost Intel a na konci roku 1974 vstoupil do firmy Zilog. Společně s Raplhem Ungermanem uvedli v červenci 1976 procesor Z80 na trh. Byl navržen aby byl zpětně kompatibilní s procesorem Intel 8080, zejména CP/M operační systém mohl fungovat bez jakýchkoli dalších úprav. K vývoji procesoru Z80 přispěl také další z návrhářů procesorů Intel 4004 a 8080, Masatoshi Shima.

Patrně nejslavnější použití a boom přinesla procesoru řada domácích počítačů Sinclair ZX Spectrum. Později ho firma SEGA nasadila v herních konzolích Master System a Game Gear. Firma Nintendo použila v konzolích Game Boy a Game Boy Color klon procesoru Z80 od firmy Sharp.

Procesor Z80 byl také použit v japonském domácím počítači Sord M5.

V Československu byly na základě Z80 vyráběny počítače Ondra a Didaktik.

V současnosti je Z80 stále používán např. ve vestavěných systémech, mikrokontrolérech nebo v elektronice (například programovatelné kalkulátory, tiskárny, syntezátory či MP3 přehrávače atd.)

Z80 nabízí mnoho skutečných vylepšení oproti 8080

  • Rozšířená instrukční sada obsahující blokové operace, manipulace s bity a relativní skoky
  • Nové indexové registry IX a IY s podporovou adresování base+offset
  • Lepší systém přerušení
    • Více automatický a obecný vektorizovaný systém přerušení, mode 2, stejně jako pevný vektor přerušení systému, mode 1, pro jednoduchý systém s minimálním hardwarem (mode 0 je 8080-kompatibilní).
    • Nemaskovatelné přerušení (NMI – Non Maskable Interrupt), může být použito v případě výpadku napájení a/nebo při jiné události s vysokou prioritou (umožňuje minimalistickému systému Z80 snadno implementovat dvouúrovňové schéma přerušení v mode 1).
    • Dva soubory registrů, mezi kterými lze rychle přepínat, což umožňuje zrychlit reakci na přerušení.
  • Menší požadavky hardwaru.
    • Jeden 5V zdroj napájení (procesor 8080 potřeboval +5V/-5V/+12V).
    • Jednofázové 5V hodiny (procesor 8080 potřeboval dvoufázový generátor hodin s vysokou amplitudou).
    • Vestavěný obnovovací mechanismus pro paměti DRAM, který se jinak musí řešit externími obvody.
    • Nemultiplexová sběrnice

Z80 vystřídal procesor 8080 a jeho nástupce 8085, na trhu s procesory a stal se jedním z nejpopulárnějších 8bitových CPU. Možná, že klíčem, který zapříčinil úspěch procesoru Z80 byl zabudovaný DRAM refresh a ostatní funkce, které dovolovaly systému aby byl postaven s menším počtem podpůrných čipů (později, většinu Z80 systémů představovaly vestavěné systémy, které typicky používaly statickou RAM, a proto nepotřebovaly tento refresh).

Podle originálního designu NMOS se určená horní hranice frekvence postupně zvyšuje z původních 2,5 MHz, přes dobře známé 4 MHz (Z80A), až na 6 MHz (Z80B) a 8 MHz (Z80H). CMOS verze byla také vyvinuta se stanovenými limity frekvencí v rozsahu od 4 MHz až do 20 MHz pro verzi, která se prodává dnes. CMOS verze také umožňovala spánek s nízkou spotřebou se zachováním vnitřních stavů (nemá žádnou dolní hraniční frekvenci). Plně kompatibilní s deriváty HD64180/Z180 a eZ80, ty jsou v současné době určené až pro 33 MHz a 50 MHz.

Externí odkazy


Flickr.com nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Zilog Z80
Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Zilog Z80
Citováno z „http://www2000.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Zilog_Z80“