Introducción al microprocesador 8080 y su arquitectura

Introducción al microprocesador 8080 y su arquitectura

El microprocesador 8080 fue diseñado por Masatoshi Shima y Federico Faggin Stan Mazor contribuyó para diseñar un chip. En el año 1972, el trabajo en el microprocesador 8080 estaba en progreso y la CPU fue lanzada en abril de 1974. La versión original del 8080 tenía una falla que solo podía manejar dispositivos TTL de baja potencia. Después de que se descubrió la falla, Intel lanzó la versión actualizada de la CPU-8080A, que podía manejar dispositivos TTL estándar.

Microprocesador 8080

Microprocesador 8080

El Intel 8080 / 808A no era un código objeto, se correspondía bien con el 8008, pero su código fuente se correspondía bien con él. Similar al microprocesador 8008, la CPU 8080 tiene la misma lógica de procesamiento de interrupciones. El tamaño máximo de memoria en el microprocesador Intel 8080 se aumentó de 16 KB a 64 KB. El microprocesador 8080 estaba muy de moda y muchas empresas lo adquirieron en segundo lugar. Se hicieron copias genéticas del procesador 8080 en Polonia, URSS, CSSR, Rumania y Hungría. Hoy en día diferentes tipos de microprocesadores disponibles que son un avance a este procesador.




Microprocesador 8080

Diagrama de pines del 8080

Diagrama de pines del 8080

Un microprocesador integra las funciones de la CPU de las computadoras en un solo IC. Es un dispositivo programable que acepta los datos digitales como entrada, procesa de acuerdo con los comandos almacenados en su memoria y da resultados como salida. los historia del microprocesador Desde un punto de vista técnico, enfocarse en diferentes corporaciones y competidores de microprocesadores involucra varias etapas de diseño de microprocesador integrado .

Un microprocesador 8080 es una CPU paralela de 8 bits, y este microprocesador se utiliza en sistemas informáticos digitales de propósito general. Está compuesto por un único chip de integración a gran escala que utiliza el proceso MOS de puerta de silicio de canal N de Intel. El microprocesador 8080 consta de 40 pines y su microprocesador transfiere información y datos internos a través de un bus de datos bidireccional de 3 estados de 8 bits (D0-D7). Las direcciones de los dispositivos periféricos y las direcciones de memoria se transmiten a través de un bus de direcciones de 3 estados de 16 bits (A0-A15).

Seis salidas de control y temporización WAIT, HLDA, WAIT, DBIN, SYNC y WR se derivan del microprocesador 8080, mientras que las entradas de control (HOLD, READY, RESET, (WR) ̅ e INT), las entradas de potencia (+12, +5, - 5 y GND), y el 8080 acepta las entradas de reloj (∅1 y ∅2).

Arquitectura del microprocesador 8080

Los bloques funcionales del microprocesador 8080 se muestran en la arquitectura anterior, y su CPU consta de las siguientes unidades funcionales:


  • Lógica de direcciones y matriz de registros
  • Unidad aritmética lógica
  • Sección de control y registro de instrucciones
  • Búfer de bus de datos bidireccional de 3 estados
Arquitectura del microprocesador 8080

Arquitectura del microprocesador 8080

Unidad aritmética lógica

La ALU incluye los siguientes registros:

  • Un acumulador de 8 bits
  • Un acumulador temporal de 8 bits (TMP)
  • Un registro temporal de 8 bits
  • Un registro de bandera

Las operaciones aritméticas, lógicas y de rotación se realizan en la ALU. La unidad aritmética y lógica es alimentada por el acumulador temporal de registros, flip flop de acarreo y registro TMP. El resultado del proceso se puede transmitir al acumulador de manera similar, la ALU también alimenta el registro de banderas. El registro TMP obtiene información del bus interno y luego envía los datos a la ALU y también al registro de banderas. El acumulador se puede cargar desde el bus interno y la ALU y transfiere datos al acumulador temporal. El interior del flip-flop de acarreo auxiliar y el acumulador se prueban para la corrección decimal mediante la ejecución de un ajuste decimal para la instrucción de suma.

Conjunto de instrucciones

El conjunto de instrucciones del microprocesador 8080 incluye cinco categorías diferentes de instrucciones:

  • Grupo de movimiento de datos: La instrucción de movimiento de datos transfiere datos entre registros o entre memoria y registros.
  • Grupo aritmético: Instrucciones de grupo aritmético Suman, restan, incrementan o reducen datos en la memoria o en los registros.
  • Grupo lógico : Instrucción de grupo lógico AND, OR, EX-OR, comparar, complementar o rotar datos en registros o en memoria.
  • Grupo de sucursales: También se denomina instrucción de transferencia de control. Incluye instrucciones de devolución condicional, incondicional, e instrucciones de llamada de subrutina y reinicios.
  • Pila, máquina y grupo de E / S: Esta instrucción incluye instrucciones de E / S, así como instrucciones para mantener la pila y los indicadores de control interno.

Formatos de instrucciones y datos

La memoria del microprocesador 8080 está organizada en cantidades de 8 bits, llamadas bytes. Cada byte tiene una dirección binaria exclusiva de 16 bits relacionada con su posición secuencial en la memoria. El 8080 también puede constar de elementos ROM (memoria de solo lectura) y elementos RAM (memoria de acceso aleatorio), y el microprocesador puede direccionar directamente hasta 65.536 bytes de memoria.

Los datos en el microprocesador 8080 se almacenan en forma de dígitos binarios de 8 bits.

Cuando un registro incluye un número binario, es esencial encontrar el orden en el que se escriben los bits del número. En el microprocesador Intel 8080, BIT 0 se denomina LSB y BIT 7 como MSB.

Las instrucciones del programa del microprocesador 8080 pueden tener una longitud de un byte, dos o tres bytes. Se deben almacenar diferentes instrucciones de bytes en sucesivas ubicaciones de memoria. La dirección del primer byte siempre se utiliza como dirección de las instrucciones. El formato de instrucción correcto depende de la operación particular a ejecutar.

Memoria

La memoria direccionable total del microprocesador es de 64 KB y la pila memorias de programas y datos ocupar el mismo espacio de memoria.

  • En la memoria del programa, el programa se puede colocar en cualquier lugar de la llamada de memoria, las instrucciones de salto y bifurcación pueden usar direcciones de 16 bits, es decir, se pueden usar para bifurcar / saltar en cualquier lugar dentro de la memoria de 64 KB. Todas estas instrucciones utilizan direccionamiento completo.
  • En la memoria de datos, el procesador siempre usa direcciones de 16 bits para que los datos puedan ubicarse en cualquier lugar.
  • Pila de memoria está incompleto solo por el tamaño de la memoria, la pila sube.

Indicadores de condición

El indicador es un registro de 8 bits que tiene cinco indicadores de 1 bit. Hay cinco tipos de banderas asociadas con la implementación de instrucciones en el microprocesador 8080. Son signo, cero, paridad, acarreo y acarreo auxiliar, y estas banderas están representadas por un registro de 1 bit en la CPU. Una bandera se establece forzando el bit a 1 y se restablece forzando el bit a 0.

  • Bandera de cero: Si el resultado de una instrucción tiene el valor '0', esta bandera de cero se activa o, de lo contrario, se reinicia.
  • Bandera de signo: si el bit MSB de una instrucción tiene el valor '1', esta bandera se establece o, de lo contrario, se restablece.
  • Indicador de paridad: si el número de bits establecidos en el resultado tiene un valor par, este indicador se establece o, de lo contrario, se restablece.
  • Carry Flag: Si hubo un acarreo durante el préstamo, la suma, la resta o la comparación, esta bandera se activa o, de lo contrario, se reinicia.
  • Acarreo auxiliar: Si hubo una ejecución de 3 bits a 4 bits del resultado, esta bandera se establece en caso contrario, se restablece.

Interrupciones

El procesador mantiene interrupciones enmascarables . Cuando surge una interrupción, el procesador obtiene una instrucción del bus con frecuencia una de estas instrucciones:

  • En las instrucciones RST (RST0 - RST7), el procesador ahorra corriente contador de programa en la pila y se ramifica a la ubicación de memoria N * 8 (donde N es un número de 3 bits del 0 al 7 suministrado con la instrucción RST).
  • La instrucción CALL es una instrucción de 3 bytes, en la que el procesador llama a la subrutina, cuya dirección es particular en el segundo y tercer bytes de la instrucción.

Mediante el uso de instrucciones EI y DI, las interrupciones se pueden habilitar o deshabilitar.

Por lo tanto, el microprocesador Intel 8080 es un sucesor de la CPU Intel 8008. La versión original del microprocesador tenía una falla. Después de que se notó el error, Intel lanzó una versión actualizada de la CPU que podía impulsar dispositivos TTL estándar. Se trata del microprocesador 8080 y su arquitectura. Con base en la información proporcionada aquí en este artículo, se alienta a los lectores a publicar sus sugerencias, comentarios y comentarios en la sección de comentarios que se proporciona a continuación.

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