| KR580VM80A | |
|---|---|
| CPU | |
| Microprocesor 580VM80, uzină Kvazar | |
| Productie | din 1977 până la mijlocul anilor 1990 |
| Producător | |
| frecvența procesorului | 2-2,5 MHz |
| Tehnologia de producție | 6 µm |
| conector | |
| Nuclei | |
KR580VM80A - microprocesor pe 8 biți . Microcircuitul KR580VM80A este un microprocesor complet funcțional, cu un singur cip, cu un sistem de comandă fix, utilizat ca procesor central în dispozitivele de procesare și control a datelor.
Microprocesorul are magistrală de adrese separată pe 16 biți și magistrală de date pe 8 biți . Busul de adrese oferă adresare directă a memoriei externe până la 65536 de octeți, 256 de dispozitive de intrare și 256 de dispozitive de ieșire.
Analog funcțional al microprocesorului Intel i8080A ( 1974 ). A existat și o versiune anterioară a microprocesorului K580IK80, produsă într-un pachet cu 48 de pini.
Microprocesorul este elementul principal al setului de microprocesoare din seria KR580 . Dezvoltarea Institutului de Cercetare a Microdispozitivelor din Kiev, șeful direcției - Kobylinskiy A.V.
Procesorul conține 4758 de tranzistori [1] folosind tehnologia n-MDF de 6 µm .
Frecvența maximă de ceas garantată de documentația pentru procesorul KR580VM80A este de 2,5 MHz. Fiecare instrucțiune este executată în 1-5 cicluri de mașină , fiecare dintre ele constând din 3-5 cicluri . Timpul minim de execuție pentru comenzile simple de registru este de 4 cicluri. Astfel, performanța maximă a procesorului este estimată la 625 de mii de operații pe secundă.
Busul de adrese pe 16 biți (oferă adresarea directă a memoriei externe de până la 64 KB și 256 dispozitive I/O) și magistrala de date cu microprocesor pe 8 biți sunt separate.
ALU pe 8 biți oferă posibilitatea de a efectua patru operații aritmetice , patru tipuri de operații logice și patru tipuri de deplasare ciclică . La efectuarea acestor operații, unul dintre operanzi este conținutul acumulatorului . Rezultatul operației este stocat în acumulator. Deplasarea circulară se efectuează numai pe conținutul acumulatorului. Este posibil să se efectueze operații aritmetice pe numere zecimale .
Bufferele de date și de adrese permit CPU să comunice cu magistralele externe de date și adrese . Utilizarea bufferelor cu trei stări permite procesorului să se deconecteze de la magistralele externe, făcându-le disponibile dispozitivelor externe și, de asemenea, vă permite să utilizați aceeași magistrală atât pentru primirea datelor, cât și pentru transmiterea datelor.
Registre de date
Blocul de registru include:
Sunt furnizate șapte registre de 8 biți pentru stocarea datelor implicate în operațiuni:
Registrul de semne (RP) este un registru de 5 biți conceput pentru a indica rezultatele anumitor operațiuni. Cele cinci flip-flops din acest registru (deseori denumite steaguri de rezultat) au următoarele scopuri:
Registrul de instrucțiuni primește primul octet al instrucțiunii care conține opcode.
Indicatorul de stivă este folosit pentru a adresa un tip special de memorie numit stivă, care stochează adresele de retur ale rutinelor întrerupte.
Contorul de program (adresa) indică adresa unde se află în memorie următorul octet de comandă.
Inițial, procesorul a fost produs sub numele K580IK80 (fără litera A), reprezentând un analog funcțional al i8080 într-un pachet metal -ceramic plan cu 48 de pini .
Din 1977, [2] a fost produs în diferite versiuni (cea mai veche mențiune a fost folosită în prototipul computerului CM1800 , 1979 ).
Ulterior, a fost lansată o variantă pentru utilizare pe scară largă, KR580IK80A, compatibilă cu i8080A - într-o carcasă standard din plastic 2123.40-1 (similar cu PDIP40 ), cu un pinout corespunzător i8080A original. În 1986 , după ce a schimbat sistemul sovietic de desemnare a microcipului (GOST 18682-73), a devenit cunoscut sub numele de KR580VM80A, care a primit cea mai mare faimă.
Diferă de i8080A original prin cablarea internă și locația plăcuțelor de contact [3] .
Pe lângă procesorul KR580VM80A, orientat spre utilizare pe scară largă, a fost produsă o „versiune militară” - 580VM80 (fără literele K și A). A diferit prin execuția sa într-o carcasă ceramică-metal 2123.40-6 (analog cu CDIP40 ) și a fost un analog funcțional al lui i8080 (frecvență de ceas - 2 MHz). Topologia cristalului 580VM80 este de asemenea diferită [4] .
Produs la NPO „Crystal” ( Kiev , Ucraina) și la fabricile „Dnepr” ( Kherson , Ucraina), „Quantor” (regiunea Ternopil, Ucraina), „ Rodon ” ( Ivano-Frankivsk , Ucraina), „ Kvazar ” ( Kiev ). , Ucraina), „Electronpribor” ( Fryazino , Rusia).
Pentru a genera semnale de ceas conform specificațiilor, s-a recomandat utilizarea unui microcircuit extern KR580GF24 , cu toate acestea, în realitate, procesorul nu este critic pentru forma și poziția impulsurilor de ceas.
În majoritatea computerelor de uz casnic, KR580GF24 nu este utilizat, deoarece. din cauza factorului său de divizare de 9, nu este potrivit pentru mașini grafice sincrone. Utilizarea KR580GF24 într-unul dintre cele mai vechi computere personale de uz casnic „IRISHE” nu a permis funcționarea sincronă a procesorului și controlerului video și a provocat o încetinire semnificativă a computerului, prin urmare, mai târziu, nu au folosit KR580GF24 în calculatoarele grafice. , înlocuindu-l întotdeauna cu un circuit bazat pe contoare sau registre slab integrate (cu un factor de diviziune de 8 ).
La fel ca prototipul 8080, procesorul necesita trei surse de alimentare: -5 V, +12 V și +5 V, dar există o publicație (j. „Radioamator” 08.1994) că KR580VM80A poate funcționa dintr-o singură sursă de +5 V atunci când se aplică +5 V în loc de +12 V, „împământare” în loc de -5 V și reducerea frecvenței de ceas sub 2 MHz (funcție nedocumentată).
Procesorul nu este o clonă completă a lui 8080A din cauza diferenței de tehnologii. Cristalul intern este mai mare, ceea ce are un efect benefic asupra posibilității de overclocking. Chiar și în computerul de uz casnic industrial produs în masă Vector-06Ts , procesorul este tactat la o frecvență de 3 MHz, care este cu 20% mai mare decât maximul permis.
KR580VM80A (ca și prototipul 8080) are 12 comenzi nedocumentate. Opcodes #08, #10, #18, #20, #28, #30, #38 sunt analogi ale operațiunii NOP; opcode #CB este analog cu JMP; codurile operaționale #DD, #ED, #FD sunt analoge ale CALL; opcode #D9 este analog cu RET.
În computerul Radio 86RK , ieșirea de activare a întreruperii a fost folosită ca port de ieșire pe un bit pentru generarea sunetului.
Prezența unui flag de operare a stivei în „cuvântul de stare a procesorului” emis de semnalul SYNC face posibilă alocarea unui banc de memorie separat pentru stivă, dar acest lucru a fost rar folosit. În computerul amator " UT-88 ", această caracteristică este folosită pentru a organiza un disc electronic.
Programatorii au găsit utilizări neconvenționale pentru stiva în copierea blocurilor de memorie și padding/clearing acolo unde este necesară performanță maximă. Acest lucru a făcut posibilă accelerarea derulării, ștergerii și pictării ecranului cu ~25%, ceea ce este esențial pentru mașinile grafice. De exemplu, computerul Corvette PK8010/PK8020 are o dimensiune grafică a ecranului de 48 KB - ștergerea și deplasarea unui astfel de volum necesită mult timp CPU.
Cunoscut microprocesor intern KR580VM1 [5] [6] - o versiune ușor îmbunătățită și mai rapidă a KR580VM80A. Nu există analogi străini. Alimentare unică +5 V. Frecvență de ceas până la 5 MHz. Produs la uzina din Kiev „Kvazar”. Producția în serie a procesorului a început cu puțin timp înainte și a fost întreruptă imediat după prăbușirea URSS . Au fost produse doar câteva mii de procesoare, ceea ce a făcut din ea o pradă valoroasă pentru colecționari: se știe că KR580VM1 a fost vândut colecționarilor pentru 15 mii de ruble.
Procesorul KR580VM1 permite adresarea unui banc de memorie suplimentar de până la 64 KB în dimensiune, dar poate fi folosit doar pentru date. Sistemul de comandă al lui KR580VM1 este extins în comparație cu KR580VM80A. Există mai multe comenzi noi, sunt introduse și prefixe. Prefixul de schimbare a băncii de memorie MB (opcode 28h) vă permite să comutați temporar banca de memorie, prefixul de schimb setat RS (opcode 38h) vă permite să utilizați o pereche alternativă de registre H1L1. Prefixul CS (același opcode 28h) modifică efectul comenzilor DAD, DSUB, DCMP [7] .
КР580ВМ1 funcționează în două moduri: modul 0 - modul de emulare normal (ieșirea CO este conectată la ieșirea „comună”) este utilizat atunci când lucrează în sisteme cu un singur procesor, implementează adresarea memoriei de până la 64 KB și până la 256 de dispozitive de intrare-ieșire, precum și schimbul de date prin canal de date de 8 biți, modul 1 - modul extins de generare directă a semnalelor de control al schimbului (ieșire CO conectată la ieșirea +5 V) utilizat în sistemele multiprocesor de configurație complexă, implementează adresarea memoriei de până la 128 KB. Când KR580VM1 funcționează în modul 0, pinii 15 și 28 trebuie să rămână liberi. C0 - 11 pin 15 - un semn de accesare a I/O și a memoriei IO / M 28 - Extindere memorie EXM [ clarifica ]
La fel ca și pentru Intel 8080 original , lansarea "clonei" Intel 8085 a fost o dezvoltare ulterioară . În URSS , a fost numit IM1821VM85A și IKR1821VM85A .
La un moment dat, acest procesor a câștigat o mare popularitate pentru construirea diferitelor controlere, terminale, computere industriale și de uz casnic, în special:
De asemenea, a fost folosit într-un număr de aparate de slot sovietice , de exemplu, în TIA-MTs-1 , sintetizatoare muzicale ("Formanta", "Maestro", "Arton VS-34", "Selmafon"), periferice de computer (imprimantă " Electronice MS-6312” , MC6304, UHVHR etc.), instrumente de măsurare etc. Utilizarea la scară mică este cunoscută în versiunile timpurii ale telefoanelor cu identificarea automată a apelantului .
În timp ce în alte țări procesorul 8080 a fost popular abia în anii 70 (a fost folosit în microcalculatoarele din primul val) și a dispărut foarte repede de la începutul anilor 80, în URSS clona sa internă a găsit o recepție bună și a fost popular până la mijlocul anilor 90. Chiar și acum, procesorul KR580VM80A este studiat în universitățile naționale ca primul microprocesor simplu, pe care este convenabil să studiezi elementele de bază și principiile de funcționare ale tuturor microprocesoarelor.
| Calculatoarele din URSS | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||