Zilog Z80 — 8-бітниймікропроцесор, розроблений фірмою Zilog та випущений у продаж в липні 1976. Він широко використовувався як у персональних комп'ютерах та вбудованих системах, так і для військових потреб. Z80 та його похідні з клонами складають одне з найбільш використовуваних сімейств процесорів усіх часів, та разом з сімейством 6502 домінували на ринку 8-бітних мікропроцесорів з середини 1970-х до середини 1980-х.
Zilog мала декілька ліцензованих виробників Z80[1], хоча багато країн (особливо СРСР та соцтабір) виробляли власні клони.
Продаж ліцензії Zilog'ом дозволило продуктам маленьких компаній домогтися визнання та конкурувати на світовому ринку з такими гігантами, як Toshiba. Отже, Zilog виробляла менше половини Z80 з моменту його появи. В наступні десятиліття Zilog переорієнтувалася на зростаючий ринок вбудованих систем (для чого спочатку і були створені Z80 та Z180).
Історія
Процесор Z80 був створений, коли один з розробників Intel 8080Федеріко Фаджин залишив Intel у кінці 1974 і заснував Zilog разом з Ральфом Унгерманном. Вже у липні 1976 вони випустили Z80 на ринок. Він був розроблений для двійкової сумісності з Intel 8080[2], тому що було багато програм для 8080 (наприклад, операційна система CP/M), які могли працювати на Z80 без модифікації. Масатоші Шіма — один з розробників 4004 та 8080, також зробив внесок у розробку.
Переваги Z80 в порівнянні з 8080
розширений набір інструкцій: операції з бітами, переміщення блоків, блокові команди вводу/виводу, інструкції пошуку;
нові індексні регістри IX та IY з інструкціями прямої база + зсув адресації;
поліпшена система переривань;
два окремих блока регістрів, між якими можна швидко перемикатись, наприклад, для швидкої реакції на переривання;
розширено кількість адресованих портів з 256 до 65536 (16-бітна адресація можлива за допомогою регістра BC);
Корпус: 40-контактний керамічний чи пластиковий DIP, 44-контактний PLCC та PQFP
Варіанти Z80:
Z80 — 2,5 МГц
Z80A — 4 МГц
Z80B — 6 МГц
Z80H — 8 МГц
Співпроцесори
Для збільшення продуктивності Z80, у якого, як і i8080, не було апаратних команд ділення і множення, а також команд для роботи над числами з рухомою комою, використовувались співпроцесори.
am9511 і am9512
В 1979 році фірмою AMD для Z80 було розроблено арифметичний співпроцесор am9511 (техпроцес 3 мкм, 32-розрядна математика, додаючи обчислення з рухомою комою над числами в форматі 23+7), а через рік до нього додався am9512, який розширював функціональні можливості і додавав операції над 64-розрядними числами. Процесори засновані на 16-розрядному ALU, використовували зворотню польську нотацію і стек завглибшки 4 кроки.
При використанні комплекту продуктивність комп'ютера на математичних обчисленнях збільшувалась приблизно в 4 рази порівняно з програмними обчисленням на Z80. Множення двох 32-розрядних чисел займало приблизно 200 циклів.
Комплект використовувався в деяких системах з шиною S-100 і ОС CP/M, зокрема, в комп'ютерах фірми NorthStar.
В 1979 році британська фірма Powertran випустила комп'ютер PSI Comp 80, де спільно з Z80 використовувався математичний співпроцесор National Semiconductor MM57109N з сімейства COP4xx.
Мікропроцесорний комплект
Також до процесора Z80 існують мікросхеми підтримки:
Z80PIO (Parallel Input Output) — інтерфейс паралельного вводу-виводу даних, два незалежних двосторонніх канали, корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44.
Z80CTC (Counter Timer Circuit) — Z0843004, Z0843006, Z84C3006, Z84C3008, Z84C3010 — лічильник/таймер, чотири незалежних канали, корпус DIP28, PLCC44 и PQFP44.
Z80SIO (Serial Input Output) — USART інтерфейс користувацького вводу-виводу даних, двоканальний, багатофункціональний, підтримує як синхронний/асинхронний байт-орієнтований протокол IBM Bisync[en], так і біт-орієнтовані синхронні HDLC і IBM SDLC; підтримує CRC-контроль; корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44.
Z80DMA (Direct Memory Access) — контролер прямого доступу до пам'яті, одноканальний, корпус DIP40, PLCC44 и PQFP44
На кількох радянських заводах було налагоджено виготовлення аналогів Z80: Т34ВМ1, КР1858ВМ1. Деякі заводи займалися тільки корпусуванням готових кристалів, наприклад тайванських чи німецьких U880[de].
Приклади використання
Комп'ютери, як домашнього так і бізнес призначення:
