- КР580ВМ80
-
КР580ВМ80А
Центральный процессор
Микропроцессор КР580ВМ80А, завод «Родон»Производство: с 1979 по середина 1990-х Производитель: СССР, УССР Частота ЦП: 2 МГц — 2.5 МГц Технология производства: 6 мкм Наборы инструкций: i8080 Разъём: DIP40 КР580ВМ80А — 8-разрядный микропроцессор, полный аналог (клон) микропроцессора Intel i8080 (1974 год). Является основным элементом микропроцессорного комплекта серии КР580. Разработка Киевского НИИ микроприборов, руководитель направления — А. В. Кобылинский. В различных вариантах выпускался с конца 1970-х годов (наиболее раннее из упоминаний — использован в прототипе компьютера СМ1800, 1979 год) до середины 1990-х годов.
Содержание
Характеристики
Процессор содержал 4500 транзисторов по технологии 6 мкм n-МДП (данные для i8080, но для КР580ВМ80А вероятно должны быть аналогичными).
Штатная тактовая частота для процессора К580ИК80А — 2 МГц, для КР580ИК80А и КР580ВМ80А — до 2,5 МГц (теоретически позволял работать на более высокой частоте). Каждая команда выполняется за 1..5 машинных циклов, каждый из которых состоит из 3..5 тактов. Таким образом средняя производительность оценивается на уровне 200..300 тыс. оп/c на частоте 2 МГц.
Микропроцессор имел раздельные 16-разрядную шину адреса и 8-разрядную шину данных. 16-разрядная шина адреса обеспечивает прямую адресацию внешней памяти объемом до 64 Кбайт и 256 устройств ввода/вывода.
Регистры данных
Для хранения участвующих в операциях данных предусмотрено семь 8-разрядных регистров.
- Регистр А, называемый аккумулятором, предназначен для обмена информацией с внешними устройствами, при выполнении арифметических, логических операций и операций сдвига он служит источником операнда, в него помещается результат выполненной операции.
- Шесть других регистров, обозначенных B, C, D, E, H, L, образуют так называемый блок регистров общего назначения РОН. Эти регистры могут использоваться как одиночные 8-разрядные регистры. В случаях, когда возникает необходимость хранить 16-разрядные двоичные числа, они объединяются в пары BC, DE, HL.
Указатель стека служит для адресации особого вида памяти, называемого стеком в котором хранятся адреса возврата к прерванным подпрограммам.
Счетчик команд (адреса) указывает адрес где находиться в памяти очередной байт команды.
Арифметическо-логическое устройство (АЛУ)
В 8-разрядном АЛУ предусмотрена возможность выполнения четырех арифметических операций, четырех видов логических, а также четырех видов циклического сдвига. При выполнении этих операций одним из операндов служит содержимое аккумулятора и результат операции помещается в аккумулятор. Циклический сдвиг выполняется только над содержимым аккумулятора. Предусмотрена возможность выполнения арифметических операций над десятичными числами.
Регистр признаков (РП)
Этот 5-разрядный регистр предназначен для индикации результатов выполнения некоторых операций. Пять триггеров этого регистра имеют следующее назначение:
- Z — триггер нулевого результата
- CY — триггер переноса из старшего разряда
- S — триггер знака
- P — триггер четности
- С' (AC) — триггер вспомогательного переноса из третьего разряда
Регистр команд. В него поступает первый байт команды содержащий код операции.
Буферы данных и буферы адреса обеспечивают связь центрального процессора с внешними шинами данных и адреса. Использование буферов с тремя состояниями позволяет процессору отключаться от внешних шин, предоставляя их в распоряжение внешних устройств, а также позволяет использовать одну и ту же шину как для приема данных так и для передачи.
Изначально выпускался под названием К580ИК80, представляя собой клон i8080 в 48-выводном планарном металлокерамическом корпусе. Впоследствии был выпущен вариант для широкого применения, КР580ИК80А, являющийся полным клоном i8080A — в стандартном пластиковом корпусе PDIP40, с цоколёвкой, соответствующей оригинальному i8080A. В 1986 году, после изменения советской системы обозначений микросхем, получил название КР580ВМ80А, получившее наибольшую известность.
Помимо процессора КР580ВМ80А, ориентированного на широкое применение, выпускался военный вариант — 580ВМ80. Он отличался исполнением в металлокерамическом корпусе CDIP40, и являлся клоном i8080 (тактовая частота — 2 МГц).
Изначально выпускался НПО «Кристалл» (г. Киев, Украина), впоследствии на заводах «Днепр» (г. Херсон, Украина), «Квантор» (Тернопольская обл., Украина), «Родон» (г. Ивано-Франковск, Украина), «Квазар» (г. Киев, Украина), «Электроприбор» (г. Фрязино, Россия).
Использование
В свое время данный процессор приобрел широкую популярность для построения различных контроллеров, терминалов и персональных компьютеров, например:
- Апогей БК-01
- Башкирия-2М
- Вектор-06Ц
- Ириша
- Корвет ПК8010/ПК8020
- Львов ПК-01
- Микроша
- Орион-128
- Партнер 01.01
- ПК8000 (Сура, Веста, Хобби)
- Радио 86РК
- СМ-1800
- Специалист
- ЮТ-88 и т. д.
Также он применялся в ряде советских игровых автоматов, например в ТИА-МЦ-1. Известно мелкосерийное применение в ранних версиях телефонов с автоматическим определителем номера.
Особенности
Так же, как и предшественник 580ИК80, процессор требовал трех источников питания: −5В, +12В и +5В, но прекрасно работал от одного +5В при подаче +5В вместо +12В и земли вместо −5В. Для выработки тактовых сигналов по спецификации рекомендовалось применять внешнюю микросхему КР580ГФ24.
КР580ВМ80А имеет 12 недокументированных команд (аналогично 8080). Опкоды #08, #10, #18, #20, #28, #30, #38 являются аналогами операции NOP; опкод #CB является аналогом JMP; опкоды #DD, #ED, #FD являются аналогами CALL; опкод #D9 является аналогом RET. Существует информация, что КР580ВМ80А отличался от зарубежного оригинала i8080 наличием двух дополнительных недокументированных команд (тем не менее задействованных в некоторых компьютерах на базе этого чипа, в частности в ПК Вектор-06Ц). Однако, помимо перечисленных выше кодов операций, все остальные операции задокументированы, больше свободных кодов нет.
Дальнейшее развитие
ИМ1821ВМ85А
Также, как и для оригинального Intel 8080, дальнейшим развитием явился выпуск клона Intel 8085. В СССР он назывался ИМ1821ВМ85А и ИКР1821ВМ85А.
КР580ВМ1
Также существовала модель процессора КР580ВМ1 — значительно улучшенная и более быстрая версия КР580ВМ80А. Прямых зарубежных аналогов нет. Штатное одинарное питание +5 В. Частота до 5 МГц. Выпускался на киевском заводе «Квазар».
Процессор позволяет адресовать память до 128К, при этом память состоит из двух банков — основного и дополнительного. Основной банк может использоваться для хранения данных и выборки команд, а дополнительный банк — только для хранения данных. Команды SMF0 и SMF1 устанавливают текущий банк. Номер банка отображается в слове состояния процессора.
Система команд КР580ВМ1 расширена по сравнению с КР580ВМ80А. Имеются несколько новых команд, также введены префиксы. Префикс замены банка памяти MB (опкод 28H) позволяет временно переключить банк памяти, префикс замены набора RS (опкод 38H) позволяет использовать альтернативную пару регистров H1L1. Префикс CS (тот же опкод 28H) модифицирует действие команд DAD, DSUB, DCMP.
ИС работает в двух режимах: режим 0 — обычный режим эмуляции (вывод CO подключен в выводу «общий») применяется при работе в однопроцессорных системах, реализует адресацию памяти до 64кб и до 256 устройств ввода/вывода, а также обмен данными через 8-разрядный канал данных, режим 1 — расширенный режим непосредственного формирования сигналов управления обменом (вывод CO подключен к выводу +5В) применяются в мультипроцессорных системах сложной конфигурации, реализует адресацию памяти до 128КБ…." При работе ИС в режиме 0 выводы 15 и 28 должны оставаться свободными. C0 — 11 вывод 15 — признак обращения к УВВ и ЗУ IO/M 28 — расширение памяти EXM
Z80 и клоны
Позднее сразу на нескольких заводах был налажен выпуск клона Zilog Z80. Имел названия Т34ВМ1 и КР1858ВМ1 (Ангстрем). Вероятно, потребность в нем возникла в связи с широким распространением персональных компьютеров Sinclair ZX Spectrum. Также многие заводы занимались только корпусированием готовых кристаллов, например тайваньских или немецких U880, а не выпускали их.
См. также
Внешние ссылки
Wikimedia Foundation. 2010.
