Intel 8080

Процессор Intel C8080A

Intel 8080 — 8-битный микропроцессор, выпущенный компанией Intel в апреле 1974 года. Представляет собой усовершенствованную версию процессора Intel 8008. По заверениям Intel, этот процессор обеспечивал десятикратный прирост производительности по сравнению с микропроцессором Intel 8008.

Описание

Новый процессор выпускался по новейшей тогда 6-микронной NMOS технологии, что позволило разместить на кристалле 4500 транзисторов. Процессор, хотя и был построен на архитектуре Intel 8008, но имел множество отличий от своего предшественника, благодаря которым и получил большую популярность. В новом процессоре была очень развита система команд — 16 команд передачи данных, 31 команда для их обработки, 28 команд для перехода (с прямой адресацией), 5 команд управления. В микропроцессоре Intel 8080 не было команд умножения, для их использования приходилось применять сопроцессор. Процессор, благодаря наличию 16-разрядной адресной шины, мог адресовать 64 Кбайт памяти, которая теперь не разделялась на память команд и данных. Хотя процессор и был 8-разрядным и содержал 7 8-битных регистров (A, B, C, D, E, H, L), он мог обрабатывать и 16-разрядные числа, для этого объединялись некоторые пары регистров (BC, DE, HL). В новом процессоре использовался стек внешней памяти (в i8008 стек был внутренним).

На базе микропроцессора Intel 8080 фирмой MITS был выпущен «первый в мире миникомпьютерный комплект, который может соперничать с промышленными образцами» (персональный компьютер) Altair-8800, который пользовался невероятно большой по тем временам популярностью (MITS не успевала даже вовремя обрабатывать заказы).

Помимо Altair-8800, микропроцессор Intel 8080 также применялся в устройствах управления уличным освещением и светофорами.

Специализированные микросхемы

Как и прежде, микропроцессор Intel 8080 поставлялся с дополнительными микросхемами. Для работы i8080 теперь требовалось только 6 специализированных микросхем, против 20 для i8008. Но Intel выпускала и множество дополнительных микросхем, которые могли использоваться с 8080. В зависимости от потребностей, процессор мог поставляться в комплекте со следующими микросхемами (чипсете):

• 8216 — приёмопередатчик, использовался для процессора 8080 с немультиплексными линиями адреса и данных,
• 8224 — генератор синхронизации,
• 8228/8238 — системные контроллеры, использовались для процессора 8080 с немультиплексными линиями адреса и данных,
• 8231 — арифметический сопроцессор,
• 8232 — процессор чисел с плавающей запятой, с поддержкой 32- и 64-битных чисел,
• 8251 — микросхема последовательного интерфейса,
• 8256 — микросхема многофункционального периферийного адаптера: PCI, TIMER, PPA
• 8253 — 3-канальный таймер/счётчик,
• 8255 — микросхема интерфейса с периферией (без ПЗУ),
• 8271 — контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (НГМД),
• 8275 — контроллер монитора,
• 8355 — микросхема интерфейса с периферией (с 16 Кбайт ПЗУ).

Кроме перечисленных микросхем, также могли применяться и микросхемы других производителей, например, Texas Instruments.

Конкуренты

После выпуска в 1972 году микропроцессора 8008, когда стало ясно, что микропроцессоры становятся востребованными, то их разработкой наряду с Intel занялись и другие фирмы. После выпуска в конце 1973 года первых опытных процессоров 8080 всего пару месяцев спустя фирма Motorola выпустила опытную партию своего микропроцессора 6800. Однако наладить серийный выпуск Motorola 6800 удалось лишь более, чем на полгода позднее марта 1974, когда начались поставки Intel 8080 покупателям. Задержка в поставках сказалась роковым образом на последующей популярности 6800, хотя этот процессор не уступал по параметрам 8080.

Любопытно, что оба последующих микропроцессора 6502 и Z80 были разработаны бывшими основными участниками разработки микропроцессоров 8080 и 6800, которые покинули, соответственно, фирмы Intel и Motorola и организовали собственные фирмы. Так в августе 1975 года началось производство 6502, а в июле 1976 - Z80. Оба этих процессора превосходя 8080 (первый по цене, второй по производительности) стали заметными конкурентами 8080 и к началу 80-тых годов полностью вытеснили 8080 со всех сфер применения. В это же время был начат выпуск ещё нескольких микропроцессоров (например TMS, RCA 1800), но они нашли лишь ограниченное применение и позднее исчезли с рынка. Фирма Intel продавала лицензию на производство клонов, потому копии i8080 производили AMD, Mitsubishi, National Semiconductor, NEC, Siemens и другие. А в СССР без всякой лицензии производился отечественный аналог - микропроцессор КР580ВМ80А, который однако не был полным клоном (было исправлено ~40 ошибок Intel).

Технические характеристики

• Дата анонса: апрель 1974 года
• Тактовая частота: 2 МГц
• Разрядность регистров: 8 бит
• Разрядность шины данных: 8 бит
• Разрядность шины адреса: 16 бит
• Объём адресуемой памяти: 64 Кбайт
• Количество транзисторов: 4500
• Техпроцесс (нм): 6000 (6 мкм)
• Требуемые источники питания: +5В, −5В, +12В
• Разъём: микросхема припаивалась к плате
• Корпус: 40-контактный керамический DIP
• Поддерживаемые технологии: 80 инструкций

Документация

• Таблица кодов команд
• Краткое описание системы команд
• КР580ВМ80 Verilog модель полученная реверс-инженирингом
•  Intel 8080 Data Sheet (англ.)
•  Intel 8080 ASM Lang Manual (англ.)