8080 Mikroişlemci ve Mimarisine Giriş

Sorunları Ortadan Kaldırmak Için Enstrümanımızı Deneyin





8080 mikroişlemci Masatoshi Shima tarafından tasarlandı ve Federico Faggin Stan Mazor bir yonga tasarımına katkıda bulundu. 1972 yılında, 8080 mikroişlemci üzerinde çalışma sürüyordu ve CPU Nisan 1974'te piyasaya sürüldü. 8080'in orijinal sürümünde, yalnızca düşük güçlü TTL cihazları çalıştırabileceği gibi bir hata vardı. Arıza keşfedildikten sonra, standart TTL aygıtlarını çalıştırabilen CPU-8080A'nın güncellenmiş sürümü Intel tarafından piyasaya sürüldü.

8080 Mikroişlemci

8080 Mikroişlemci



Intel 8080 / 808A nesne kodu değildi, 8008 ile iyi bir şekilde eşleşti, ancak kaynak kodu onunla iyi eşleşti. 8008 mikroişlemciye benzer şekilde, 8080 CPU da aynı kesme işleme mantığına sahiptir. Intel mikroişlemci 8080'deki maksimum bellek boyutu 16KB'den 64KB'ye yükseltildi. Mikroişlemci 8080 çok moda oldu ve birçok şirket tarafından ikinci kez satın alındı. 8080 işlemcisinin genetik kopyaları Polonya, SSCB, CSSR, Romanya ve Macaristan'da yapıldı. Şu günlerde farklı mikroişlemciler bu işlemciye yönelik ilerlemedir.


8080 Mikroişlemci

8080

8080'in pin diyagramı



Bir mikroişlemci, bilgisayarın CPU'sunun işlevlerini tek bir IC üzerinde bütünleştirir. Dijital verileri girdi olarak kabul eden, hafızasında depolanan komutlara göre işleyen ve çıktı olarak sonuç veren programlanabilir bir cihazdır. mikroişlemcinin geçmişi teknik açıdan, mikroişlemcinin farklı şirketlerine ve rakiplerine odaklanmak, çeşitli aşamaları içerir. gömülü mikroişlemci tasarımı .

Bir 8080 mikroişlemci, 8 bitlik bir paralel CPU'dur ve bu mikroişlemci, genel amaçlı dijital bilgisayar sistemlerinde kullanılır. Intel’in N-kanallı silikon geçit MOS işlemini kullanan tek bir büyük ölçekli entegrasyon yongası üzerinde oluşturulur. Mikroişlemci 8080, 40 pimden oluşur ve mikroişlemci, dahili bilgileri ve verileri 8 bit, çift yönlü 3 durumlu veri yolu (D0-D7) üzerinden aktarır. Çevresel aygıt adresleri ve bellek adresleri, 16 bitlik 3 durumlu adres veriyolu (A0-A15) üzerinden iletilir.

Kontrol girişleri (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ ve INT), güç girişleri (+12, +5, - 5 ve GND) ve saat girişleri (∅1 ve ∅2) 8080 tarafından kabul edilir.

8080 Mikroişlemci Mimarisi

Mikroişlemci 8080'in işlevsel blokları yukarıdaki mimaride gösterilmiştir ve CPU'su aşağıdaki işlevsel birimlerden oluşur:


  • Adres Mantığı ve Kayıt Dizisi
  • Aritmetik ve mantıksal birim
  • Kontrol Bölümü ve Talimat Kaydı
  • Çift yönlü, 3 Durumlu Veri Yolu Tamponu
Mikroişlemci Mimarisi 8080

Mikroişlemci Mimarisi 8080

Aritmetik ve mantıksal birim

ALU aşağıdaki kayıtları içerir:

  • 8 bitlik bir Akümülatör
  • 8-bit Geçici Akümülatör (TMP)
  • 8 bitlik bir Geçici Kayıt
  • Bayrak Kaydı

ALU'da aritmetik, mantıksal ve döndürme işlemleri gerçekleştirilir. Aritmetik ve mantık birimi, kayıtların geçici toplayıcısı tarafından beslenir, flip flop ve TMP kaydı taşır. İşlemin sonucu toplayıcıya benzer şekilde iletilebilir, ALU ayrıca bayrak yazmacını besler. TMP kaydı dahili veriyolundan bilgi alır ve ardından verileri ALU'ya ve ayrıca bayrak yazmacına gönderir. Akümülatör, dahili veri yolundan ve ALU'dan yüklenebilir ve verileri geçici toplayıcıya aktarır. Yardımcı taşıma flip flopu ve akümülatörün içi, Ekleme için Ondalık Ayarlama talimatı yürüterek ondalık düzeltme için test edilir.

Komut seti

8080 mikroişlemci komut seti beş farklı talimat kategorisi içerir:

  • Veri Taşıma Grubu: Veri taşıma talimatı, verileri yazmaçlar arasında veya bellek ve yazmaçlar arasında aktarır.
  • Aritmetik Grup: Aritmetik grup komutları Belleğe veya kayıtlara veri ekleyin, çıkarın, artırın veya azaltın.
  • Mantıksal Grup : Mantıksal grup talimatı AND, OR, EX-OR, verileri kayıtlara veya belleğe karşılaştırır, tamamlar veya döndürür.
  • Şube grubu: Kontrol transfer talimatı olarak da adlandırılır. Koşullu, koşulsuz, iade talimatlarını ve alt rutin çağrı talimatlarını ve yeniden başlatmaları içerir.
  • Yığın, makine ve G / Ç grubu: Bu talimat, I / O talimatlarının yanı sıra yığını ve dahili kontrol bayraklarını korumak için talimatları içerir.

Talimat ve Veri Biçimleri

8080 mikroişlemcinin belleği bayt adı verilen 8 bitlik miktarlar halinde düzenlenmiştir. Her baytın, bellekteki sıralı konumu ile ilgili özel bir 16 bitlik ikili adresi vardır. 8080 ayrıca ROM (salt okunur bellek) öğelerinden ve RAM (rastgele erişimli bellek) öğelerinden oluşabilir ve mikroişlemci, 65,536 bayta kadar belleği doğrudan adresleyebilir.

8080 mikroişlemcideki veriler, 8 bitlik ikili rakamlar biçiminde saklanır.

Bir kayıt bir ikili sayı içerdiğinde, sayının bitlerinin yazıldığı sırayı bulmak önemlidir. Intel 8080 mikroişlemcisinde, BIT 0'a LSB ve BIT 7'ye MSB denir.

8080 mikroişlemci program yönergeleri bir bayt, iki veya üç bayt uzunluğunda olabilir. Farklı bayt komutları birbirini takip eden bellek konumlarında saklanmalıdır. İlk baytın adresi her zaman talimatların adresi olarak kullanılır. Doğru talimat formatı, yürütülecek belirli işleme bağlıdır.

Hafıza

Mikroişlemcinin toplam adreslenebilir belleği 64KB'dir ve yığın program ve veri hafızaları aynı hafıza alanını işgal eder.

  • Program belleğinde, program bellek çağrısında herhangi bir yere yerleştirilebilir, atlama ve dallanma talimatı 16 bit adresleri kullanabilir, yani 64KB bellek içinde herhangi bir yere dalma / atlama için kullanılabilirler. Tüm bu talimatlar tam adresleme kullanır.
  • Veri belleğinde, işlemci her zaman 16 bit adresler kullanır, böylece veriler herhangi bir yere yerleştirilebilir.
  • Yığın bellek yalnızca bellek boyutuna göre eksiktir, yığın aşağı yükselir.

Durum Bayrakları

Bayrak, beş adet 1 bitlik bayrak içeren 8 bitlik bir kayıttır. Mikroişlemci 8080 üzerindeki talimatların uygulanmasıyla ilişkili beş tip bayrak vardır. Bunlar işaret, sıfır, eşlik, taşıma ve yardımcı taşıma'dır ve bu bayraklar CPU'da 1 bitlik bir kayıtla temsil edilir. Bit 1'e zorlanarak bir bayrak ayarlanır ve bit 0'a zorlanarak sıfırlanır.

  • Sıfır Bayrağı: Bir talimatın sonucu '0' değerine sahipse, bu sıfır bayrağı ayarlanır ya da sıfırlanır.
  • İşaret Bayrağı: Bir talimatın MSB biti '1' değerine sahipse, bu bayrak ayarlanır ya da sıfırlanır.
  • Eşlik İşareti: Sonuçta ayarlanan bit sayısı çift değere sahipse bu bayrak ayarlanır veya aksi takdirde sıfırlanır.
  • Taşıma Bayrağı: Ödünç alma, toplama, çıkarma veya karşılaştırma sırasında bir taşıma varsa bu bayrak ayarlanır veya yoksa sıfırlanır.
  • Auxiliary Carry: Sonucun 3-bitinden 4-bitine bir uygulama varsa, bu bayrak aksi takdirde ayarlanır, sıfırlanır.

Kesmeler

İşlemci korur maskelenebilir kesintiler . Bir kesinti meydana geldiğinde, işlemci veriyolundan aşağıdaki talimatlardan birini sık sık alır:

  • RST talimatlarında (RST0 - RST7), işlemci akımı kaydeder program sayıcı yığına ve N * 8 bellek konumuna dallar (burada N, RST komutu ile birlikte verilen 0'dan 7'ye kadar 3 bitlik bir sayıdır).
  • CALL komutu, 3 baytlık bir talimattır, burada işlemci, adresi talimatın ikinci ve üçüncü baytlarında özel olan alt rutini çağırır.

EI ve DI talimatlarını kullanarak, kesintiler etkinleştirilebilir veya devre dışı bırakılabilir.

Bu nedenle Intel 8080 mikroişlemci, Intel 8008 CPU'nun halefidir. Mikroişlemcinin orijinal versiyonunda bir hata vardı. Hata fark edildikten sonra Intel, CPU'nun standart TTL aygıtlarını çalıştırabilecek güncellenmiş sürümünü yayınladı. Bu, 8080 mikroişlemcisi ve mimarisi hakkındadır. Bu yazıda verilen bilgilerden hareketle okuyucuların önerilerini, geri bildirimlerini ve yorumlarını aşağıda verilen yorum bölümünde göndermeleri önerilir.

Fotoğrafa katkı verenler: