Introdução ao microprocessador 8080 e sua arquitetura

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O microprocessador 8080 foi projetado por Masatoshi Shima e Federico Faggin Stan Mazor contribuiu para projetar um chip. No ano de 1972, o trabalho no microprocessador 8080 estava em andamento e a CPU foi lançada em abril de 1974. A versão original do 8080 tinha a falha de poder acionar apenas dispositivos TTL de baixa potência. Depois que a falha foi descoberta, a versão atualizada da CPU-8080A foi lançada pela Intel, que pode acionar dispositivos TTL padrão.

8080 Microprocessador

8080 Microprocessador



O Intel 8080 / 808A não era um código-objeto, ele combinava bem com o 8008, mas seu código-fonte combinava bem com ele. Semelhante ao microprocessador 8008, a CPU 8080 tem a mesma lógica de processamento de interrupção. O tamanho máximo da memória no microprocessador Intel 8080 foi aumentado de 16 KB para 64 KB. O microprocessador 8080 estava muito na moda e foi terceirizado por muitas empresas. Cópias genéticas do processador 8080 foram feitas na Polônia, URSS, CSSR, Romênia e Hungria. Nos dias de hoje diferentes tipos de microprocessadores disponíveis, que são avanços para este processador.


8080 Microprocessador

Diagrama de pinos de 8080

Diagrama de pinos de 8080



Um microprocessador integra as funções da CPU dos computadores em um único IC. É um dispositivo programável que aceita os dados digitais como entrada, processa de acordo com os comandos armazenados em sua memória e dá os resultados como saída. O história do microprocessador do ponto de vista técnico, o foco em diferentes corporações e concorrentes de microprocessador envolve vários estágios de projeto de microprocessador incorporado .

Um microprocessador 8080 é uma CPU paralela de 8 bits, e este microprocessador é usado em sistemas de computador digital de uso geral. Ele é feito em um único chip de integração de grande escala usando o processo MOS de porta de silício de canal N da Intel. O microprocessador 8080 consiste em 40 pinos e seu microprocessador transfere informações e dados internos por meio de um barramento de dados bidirecional de 3 estados de 8 bits (D0-D7). Os endereços de dispositivos periféricos e endereços de memória são transmitidos por um barramento de endereço de 3 estados de 16 bits (A0-A15).

Seis saídas de controle e temporização WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC e WR derivam do microprocessador 8080, enquanto as entradas de controle (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ e INT), entradas de energia (+12, +5, - 5 e GND), e as entradas de relógio (∅1 e ∅2) são aceitas pelo 8080.

Arquitetura do microprocessador 8080

Os blocos funcionais do microprocessador 8080 são mostrados na arquitetura acima, e sua CPU consiste nas seguintes unidades funcionais:


  • Lógica de endereços e matriz de registro
  • Unidade aritmética e lógica
  • Seção de controle e registro de instrução
  • Buffer de barramento de dados bidirecional de 3 estados
Arquitetura do Microprocessador 8080

Arquitetura do Microprocessador 8080

Unidade aritmética e lógica

A ALU inclui os seguintes registros:

  • Um acumulador de 8 bits
  • Um acumulador temporário de 8 bits (TMP)
  • Um registro temporário de 8 bits
  • Um Registro de Bandeira

As operações aritméticas, lógicas e de rotação são realizadas na ALU. A unidade aritmética e lógica é alimentada pelo acumulador temporário dos registradores, flip-flop de transporte e registrador TMP. O resultado do processo pode ser transmitido para o acumulador da mesma forma, a ALU também alimenta o registrador de flag. O registrador TMP obtém informações do barramento interno e, em seguida, envia os dados para a ALU e também para o registrador de flag. O acumulador pode ser carregado do barramento interno, e da ALU e transfere dados para o acumulador temporário. O interior do flip-flop de carry auxiliar e do acumulador são testados para correção decimal executando uma instrução Decimal Adjust for Addition.

Conjunto de instruções

O conjunto de instruções do microprocessador 8080 inclui cinco categorias diferentes de instruções:

  • Grupo de movimentação de dados: A instrução de movimentação de dados transfere dados entre registradores ou entre memória e registradores.
  • Grupo Aritmético: Instruções de grupo aritmético Adicionar, subtrair, incrementar ou decrementar dados na memória ou em registros.
  • Grupo Lógico : Instrução de grupo lógico AND, OR, EX-OR, compara, complementa ou gira dados em registradores ou na memória.
  • Grupo de filial: Também é chamada de instrução de transferência de controle. Inclui instruções condicionais, incondicionais, de retorno e instruções de chamada de sub-rotina e reinicializações.
  • Pilha, máquina e grupo de E / S: Esta instrução inclui instruções de E / S, bem como instruções para manter a pilha e sinalizadores de controle interno

Formatos de instrução e dados

A memória do microprocessador 8080 é organizada em quantidades de 8 bits, chamadas bytes. Cada byte possui um endereço binário exclusivo de 16 bits relacionado à sua posição sequencial na memória. O 8080 também pode consistir em elementos ROM (memória somente leitura) e elementos RAM (memória de acesso aleatório), e o microprocessador pode endereçar diretamente até 65.536 bytes de memória.

Os dados no microprocessador 8080 são armazenados na forma de dígitos binários de 8 bits.

Quando um registrador inclui um número binário, é essencial encontrar a ordem em que os bits do número são escritos. No microprocessador Intel 8080, o BIT 0 é referido como LSB e o BIT 7 como MSB.

As instruções do programa do microprocessador 8080 podem ter um byte, dois ou três bytes de comprimento. Instruções de byte diferentes devem ser armazenadas em locais de memória sucessivos. O endereço do primeiro byte é sempre usado como o endereço das instruções. O formato correto da instrução depende da operação particular a ser executada.

Memória

A memória total endereçável do microprocessador é 64 KB, e a pilha memórias de programa e dados ocupar o mesmo espaço de memória.

  • Na memória de programa, o programa pode ser colocado em qualquer lugar na chamada de memória, instrução de salto e desvio pode usar endereços de 16 bits, ou seja, eles podem ser usados ​​para desvio / salto em qualquer lugar dentro da memória de 64 KB. Todas essas instruções usam endereçamento completo.
  • Na memória de dados, o processador sempre usa endereços de 16 bits para que os dados possam ser localizados em qualquer lugar.
  • Pilha de memória está incompleto apenas pelo tamanho da memória, a pilha aumenta.

Sinalizadores de condição

Sinalizador é um registro de 8 bits com cinco sinalizadores de 1 bit. Existem cinco tipos de sinalizadores associados à implementação de instruções no microprocessador 8080. Eles são sinal, zero, paridade, transporte e transporte auxiliar, e esses sinalizadores são representados por um registrador de 1 bit na CPU. Um sinalizador é definido forçando o bit para 1 e redefinido forçando o bit para 0.

  • Sinalizador zero: Se o resultado de uma instrução tem o valor '0', este sinalizador zero é definido ou então, é reiniciado.
  • Sinalizador de sinal: Se o bit MSB de uma instrução tem o valor '1', este sinalizador é definido ou então, é reiniciado.
  • Sinalizador de paridade: Se o número de bits definidos no resultado tiver valor par, este sinalizador é definido ou então é reiniciado.
  • Sinalizador de transporte: Se houve um transporte durante empréstimo, adição, subtração ou comparação, este sinalizador é definido ou então, é reiniciado.
  • Auxiliary Carry: Se houver um carry out de 3 bits para 4 bits do resultado, este flag é setado caso contrário, ele é zerado.

Interrupções

O processador mantém interrupções mascaráveis . Quando surge uma interrupção, o processador busca uma instrução do barramento com frequência, uma destas instruções:

  • Nas instruções RST (RST0 - RST7), o processador economiza corrente contador de programa na pilha e se ramifica para a localização de memória N * 8 (onde N é um número de 3 bits de 0 a 7 fornecido com a instrução RST).
  • A instrução CALL é uma instrução de 3 bytes, em que o processador chama a sub-rotina, cujo endereço é particular no segundo e terceiro bytes da instrução.

Usando as instruções EI e DI, as interrupções podem ser habilitadas ou desabilitadas.

Portanto, o microprocessador Intel 8080 é um sucessor da CPU Intel 8008. A versão original do microprocessador tinha uma falha. Depois que o erro foi notado, a Intel lançou uma versão atualizada da CPU que pode acionar dispositivos TTL padrão. Trata-se do microprocessador 8080 e de sua arquitetura. Com base nas informações fornecidas aqui neste artigo, os leitores são incentivados a postar suas sugestões, feedbacks e comentários na seção de comentários fornecida abaixo.

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