تم تصميم المعالج الدقيق 8080 بواسطة Masatoshi Shima وساهم Federico Faggin Stan Mazor في تصميم شريحة. في عام 1972 ، كان العمل على المعالج الدقيق 8080 قيد التقدم وتم إصدار وحدة المعالجة المركزية في أبريل 1974. كان الإصدار الأصلي من 8080 به عيبًا حيث كان بإمكانه تشغيل أجهزة TTL منخفضة الطاقة فقط. بعد اكتشاف الخطأ ، تم إصدار الإصدار المحدث من وحدة المعالجة المركزية (CPU-8080A) بواسطة Intel ، والذي يمكنه تشغيل أجهزة TTL القياسية.
8080 معالج دقيق
لم يكن Intel 8080 / 808A رمزًا كائنًا بل كان متطابقًا بشكل جيد مع 8008 ، ولكن كود المصدر الخاص به متوافق جيدًا معه. على غرار المعالج الدقيق 8008 ، فإن وحدة المعالجة المركزية 8080 لها نفس منطق معالجة المقاطعة. تمت زيادة الحد الأقصى لحجم الذاكرة على معالج Intel 8080 من 16 كيلو بايت إلى 64 كيلو بايت. كان المعالج الدقيق 8080 عصريًا جدًا ، وتم الحصول عليه من قبل العديد من الشركات. تم عمل نسخ وراثية من المعالج 8080 في بولندا ، اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، CSSR ، رومانيا والمجر. الوقت الحاضر أنواع مختلفة من المعالجات الدقيقة المتاحة التي تقدم لهذا المعالج.
8080 معالج دقيق
مخطط دبوس 8080
يدمج المعالج الدقيق وظائف وحدة المعالجة المركزية لأجهزة الكمبيوتر على IC واحد. إنه جهاز قابل للبرمجة يقبل البيانات الرقمية كمدخلات ، ويعالج وفقًا للأوامر المخزنة في ذاكرته ويعطي النتائج كإخراج. ال تاريخ المعالج الدقيق من الناحية الفنية ، فإن التركيز على الشركات المختلفة ومنافسي المعالجات الدقيقة ينطوي على مراحل مختلفة من تصميم المعالجات الدقيقة المدمجة .
المعالج الدقيق 8080 عبارة عن وحدة معالجة مركزية متوازية ذات 8 بتات ، ويستخدم هذا المعالج الدقيق في أنظمة الكمبيوتر الرقمية للأغراض العامة ، ويتكون من شريحة تكامل واحدة واسعة النطاق باستخدام عملية MOS لبوابة السيليكون N-channel من Intel. يتكون المعالج الدقيق 8080 من 40 دبابيس وينقل المعالج الدقيق المعلومات والبيانات الداخلية من خلال ناقل بيانات ثلاثي الاتجاه ثنائي الاتجاه من 8 بتات (D0-D7). يتم إرسال عناوين الأجهزة الطرفية وعناوين الذاكرة عبر ناقل عنوان ثلاثي الحالات 16 بت (A0-A15).
ستة مخرجات للتحكم والتوقيت WAIT و HLDA و WAIT و DBIN و SYNC و WR مستمدة من المعالج الدقيق 8080 ، بينما مدخلات التحكم (HOLD ، READY ، RESET ، (WR) ̅ and INT) ، مدخلات الطاقة (+12 ، +5 ، - 5 و GND) ، ومدخلات الساعة (∅1 و 2) مقبولة في 8080.
8080 هندسة المعالجات الدقيقة
تظهر الكتل الوظيفية للمعالج الدقيق 8080 في الهيكل أعلاه ، وتتكون وحدة المعالجة المركزية الخاصة به من الوحدات الوظيفية التالية:
- منطق العنوان ومصفوفة التسجيل
- وحدة الحساب والمنطق
- قسم الرقابة وسجل التعليمات
- ثنائية الاتجاه ، 3 حافلات نقل بيانات الحالة
عمارة المعالج الدقيق 8080
وحدة الحساب والمنطق
يتضمن ALU السجلات التالية:
- تراكم 8 بت
- تراكم مؤقت 8 بت (TMP)
- سجل مؤقت 8 بت
- سجل العلم
يتم تنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية والدائرية في وحدة الحساب المنطقية. يتم تغذية الوحدة الحسابية والمنطقية بواسطة المركم المؤقت للسجلات ، وقلب الحمل ومسجل TMP. يمكن نقل نتيجة العملية إلى المجمع بالمثل ، كما تغذي ALU سجل العلم. يحصل سجل TMP على معلومات من الناقل الداخلي ، ثم يرسل البيانات إلى ALU وأيضًا إلى سجل العلم. يمكن تحميل المركب من الناقل الداخلي ، ويقوم ALU بنقل البيانات إلى المجمع المؤقت. يتم اختبار الجزء الداخلي من قلاب الحمل الإضافي والمجمع من أجل التصحيح العشري عن طريق تنفيذ الضبط العشري لتعليمات الإضافة.
مجموعة التعليمات
تتضمن مجموعة تعليمات المعالجات الدقيقة 8080 خمس فئات مختلفة من التعليمات:
- مجموعة نقل البيانات: تنقل تعليمات نقل البيانات البيانات بين السجلات أو بين الذاكرة والسجلات.
- المجموعة الحسابية: إرشادات المجموعة الحسابية إضافة أو طرح أو زيادة أو إنقاص البيانات في الذاكرة أو في السجلات.
- المجموعة المنطقية : تعليمات المجموعة المنطقية AND، OR، EX-OR، مقارنة، استكمال أو تدوير البيانات في سجلات أو في الذاكرة.
- مجموعة الفرع: ويسمى أيضًا بتعليمات نقل التحكم. وهو يتضمن تعليمات شرطية وغير مشروطة وإرشادات العودة وإرشادات المكالمات الروتينية الفرعية وإعادة التشغيل.
- المكدس والآلة ومجموعة الإدخال / الإخراج: تتضمن هذه التعليمات تعليمات الإدخال / الإخراج ، بالإضافة إلى تعليمات للحفاظ على المكدس وعلامات التحكم الداخلية
تنسيقات التعليمات والبيانات
ذاكرة 8080 معالج دقيق منظمة في كميات 8 بت تسمى بايت. يحتوي كل بايت على عنوان ثنائي خاص 16 بت متعلق بموقعه المتسلسل في الذاكرة. قد يتكون 8080 أيضًا من عناصر ROM (ذاكرة للقراءة فقط) وعناصر RAM (ذاكرة الوصول العشوائي) ، ويمكن للمعالج الدقيق معالجة ما يصل إلى 65536 بايت من الذاكرة مباشرةً.
يتم تخزين البيانات الموجودة في المعالج الدقيق 8080 في شكل أرقام ثنائية 8 بت.
عندما يشتمل السجل على رقم ثنائي ، فمن الضروري إيجاد الترتيب الذي تكتب به أجزاء الرقم. في المعالج الدقيق Intel 8080 ، يُشار إلى BIT 0 باسم LSB ، و BIT 7 باسم MSB.
قد تكون تعليمات برنامج المعالج الدقيق 8080 بايت واحد أو اثنين أو ثلاثة بايت في الطول. يجب تخزين تعليمات البايت المختلفة في مواقع الذاكرة المتتالية. يتم دائمًا استخدام عنوان البايت الأول كعنوان للإرشادات. يعتمد تنسيق التعليمات الصحيح على العملية المحددة المراد تنفيذها.
ذاكرة
إجمالي الذاكرة القابلة للتوجيه للمعالج الدقيق هو 64 كيلو بايت ، والمكدس برنامج وذاكرة البيانات تشغل نفس مساحة الذاكرة.
- في ذاكرة البرنامج ، يمكن وضع البرنامج في أي مكان في مكالمة الذاكرة ، ويمكن لتعليمات القفز والفرع استخدام عناوين 16 بت ، أي يمكن استخدامها للتفرع / القفز في أي مكان داخل ذاكرة 64 كيلو بايت. كل هذه التعليمات تستخدم عنونة كاملة.
- في ذاكرة البيانات ، يستخدم المعالج دائمًا عناوين 16 بت بحيث يمكن وضع البيانات في أي مكان.
- كومة الذاكرة غير مكتمل إلا بحجم الذاكرة ، المكدس يرفع لأسفل.
أعلام الشرط
العلم هو سجل 8 بت يحتوي على خمسة أعلام 1 بت. هناك خمسة أنواع من الأعلام المرتبطة بتنفيذ التعليمات على المعالج الدقيق 8080. وهي الإشارة والصفر والتكافؤ والحمل والحمل الإضافي ، ويتم تمثيل هذه العلامات من خلال سجل 1 بت في وحدة المعالجة المركزية. يتم تعيين العلم عن طريق إجبار البت على 1 ، وإعادة تعيينه عن طريق إجبار البت على القيمة 0.
- العلم الصفري: إذا كانت نتيجة التعليمات لها القيمة '0' ، يتم تعيين علامة الصفر هذه وإلا فسيتم إعادة تعيينها.
- علامة الإشارة: إذا كان بت MSB لإحدى التعليمات له القيمة '1' ، يتم تعيين هذه العلامة وإلا تتم إعادة تعيينها.
- علامة التكافؤ: إذا كان عدد بتات المجموعة في النتيجة له قيمة زوجية ، يتم تعيين هذه العلامة أو تتم إعادة تعيينها.
- علم الحمل: إذا كان هناك حمل أثناء الاستعارة أو الجمع أو الطرح أو المقارنة ، يتم تعيين هذه العلامة أو إعادة تعيينها.
- حمل إضافي: إذا كان هناك تنفيذ من 3 بت إلى 4 بت من النتيجة ، يتم تعيين هذه العلامة بخلاف ذلك ، تتم إعادة تعيينها.
المقاطعات
يحافظ المعالج المقاطعات القابلة للقناع . عند حدوث مقاطعة ، يقوم المعالج بإحضار تعليمات واحدة من الحافلة بشكل متكرر بإحدى هذه الإرشادات:
- في تعليمات RST (RST0 - RST7) ، يحفظ المعالج التيار عداد البرنامج في المكدس والفروع إلى موقع الذاكرة N * 8 (حيث N هو رقم 3 بت من 0 إلى 7 مزود بتعليمات RST).
- تعليمات CALL هي تعليمة من 3 بايت ، حيث يقوم المعالج باستدعاء الروتين الفرعي ، والذي يكون عنوانه خاصًا في البايتين الثاني والثالث من التعليمات.
باستخدام تعليمات EI و DI ، يمكن تمكين المقاطعات أو تعطيلها.
وبالتالي ، فإن المعالج الدقيق Intel 8080 هو خليفة لوحدة المعالجة المركزية Intel 8008. النسخة الأصلية من المعالج الدقيق بها خطأ. بعد ملاحظة الخطأ ، أصدرت Intel إصدارًا محدثًا من وحدة المعالجة المركزية والذي يمكنه تشغيل أجهزة TTL القياسية. هذا عن المعالج الدقيق 8080 وبنيته. بناءً على المعلومات الواردة هنا في هذه المقالة ، يتم تشجيع القراء على نشر اقتراحاتهم وتعليقاتهم وتعليقاتهم في قسم التعليقات الوارد أدناه.
اعتمادات الصورة:
