Сега дори по-малко напредналите мобилни телефони не могат без микропроцесор, какво можем да кажем за таблетни, преносими и настолни персонални компютри. Какво е микропроцесор и как се развива историята на неговото създаване? Ако говорите с разбираем език, тогава микропроцесорът е по-сложна и многофункционална интегрална схема.

Започва историята на микросхемата (интегрална схема). от 1958г, когато Джак Килби, служител на американската компания Texas Instruments, изобретява вид полупроводниково устройство, съдържащо няколко транзистора, свързани с проводници в един пакет. Първата микросхема - прародителят на микропроцесора - съдържаше само 6 транзистора и беше тънка плоча от германий с нанесени върху нея златни писти Всичко това беше разположено върху стъклена подложка. За сравнение, днес сметката отива за единици и дори десетки милиони полупроводникови елементи.

До 1970гдоста производители бяха ангажирани в разработването и създаването интегрални схемиразличен капацитет и различна функционална насоченост. Но тази година може да се счита за датата на раждане на първия микропроцесор. През тази година Intel създаде чип памет с капацитет от само 1 Kbit - нищожен за съвременните процесори, но невероятно голям за онова време. По онова време това беше огромно постижение - чип с памет можеше да съхранява до 128 байта информация - много повече от подобни аналози. Освен това, приблизително по същото време, японският производител на калкулатори Busicom поръча същите чипове Intel 12 с различни функционални ориентации. Специалистите на Intel успяха да внедрят всички 12 функционални области в един чип. Освен това създадената микросхема се оказа многофункционална, тъй като позволи програмно да промени функциите си, без да променя физическата структура. Микросхемата изпълнява определени функции в зависимост от командите, дадени на нейните управляващи изходи.

Вече година по-късно през 1971 г Intel пуска първия 4-битов микропроцесор с кодово име 4004. В сравнение с първия 6-транзисторен чип, той съдържа цели 2,3 хиляди полупроводникови елемента и извършва 60 хиляди операции в секунда. По това време това беше огромен пробив в областта на микроелектрониката. 4-bit означава, че 4004 може да обработва 4-bit данни наведнъж. Още две години по-късно през 1973 гкомпанията произвежда 8-битов процесор 8008, който вече работи с 8-битови данни. Начало от 1976г, компанията започва да разработва 16-битова версия на микропроцесора 8086. Именно той започва да се използва в първите персонални компютри на IBM и всъщност полага една от тухлите в историята на компютрите.

Видове микропроцесори

По естеството на изпълнимия код и организацията на управляващото устройство се разграничават няколко вида архитектури:

Процесор със сложен набор от инструкции.Тази архитектура се характеризира с голям брой сложни инструкции и в резултат на това сложно устройство за управление. Ранните версии на CISC процесорите и процесорите за вградени приложения се характеризират с дълги времена за изпълнение на инструкции (от няколко цикъла до стотици), определени от микрокода на управляващото устройство. Високопроизводителните суперскаларни процесори се характеризират с дълбок програмен анализ и извънредно изпълнение на операциите.

Процесор с опростен набор от инструкции.Тази архитектура има много по-просто устройство за управление. Повечето инструкции на RISC процесора съдържат същия малък брой операции (1, понякога 2-3), а самите командни думи са с еднаква ширина в по-голямата част от случаите (PowerPC, ARM), въпреки че има изключения (Coldfire). Суперскаларните процесори имат най-простото групиране на инструкции без промяна на реда на изпълнение.

Процесор с явен паралелизъм.Той се различава от другите предимно по това, че последователността и паралелността на изпълнението на операциите и тяхното разпределение между функционалните звена са ясно определени от програмата. Такива процесори могат да имат голям брой функционални единици без много усложняване на управляващото устройство и загуба на ефективност. Обикновено такива процесори използват широка дума с инструкции, състояща се от няколко срички, които определят поведението на всяка функционална единица по време на цикъл.

Процесор с минимален набор от инструкции.Тази архитектура се определя основно от изключително малък брой инструкции (няколко дузини) и почти всички от тях са с нулев операнд. Този подход дава възможност кодът да се опакова много плътно, като се разпределят от 5 до 8 бита за една инструкция. Междинните данни в такъв процесор обикновено се съхраняват във вътрешния стек и операциите се извършват върху стойностите в горната част на стека. Тази архитектура е тясно свързана с идеологията за програмиране на езика Forth и обикновено се използва за изпълнение на програми, написани на този език.

Процесор с променлив набор от инструкции.Архитектура, която ви позволява да се препрограмирате, като промените набора от инструкции, като го адаптирате към задачата, която се решава.

Транспортно управляван процесор.Архитектурата първоначално се разклонява от EPIC, но е фундаментално различна от останалите по това, че инструкциите на такъв процесор кодират функционални операции, а така наречените транспорти са трансфери на данни между функционални единици и памет в произволен ред.

Според метода на съхраняване на програми се разграничават две архитектури:

Архитектура на фон Нойман. Тази архитектура използва една шина и едно I/O устройство за достъп до програма и данни.

Харвардска архитектура.В процесорите на тази архитектура има отделни шини и входно-изходни устройства за извличане на програми и обмен на данни. Във вградените микропроцесори, микроконтролери и DSP това също определя съществуването на две независими устройства с памет за съхраняване на програми и данни. В централните процесори това определя съществуването на отделен кеш от инструкции и данни. Зад кеша шините могат да се комбинират в една чрез мултиплексиране.

Въведение

1 Разработка на микропроцесори

2 микропроцесора i80386

3 микропроцесора i80486

4 процесора Pentium

5 Производителност на процесора

6 копроцесора

Библиография

Въведение

Най-важният елемент на всеки компютър е микропроцесорът. Той до голяма степен определя възможностите на изчислителната система. Първият микропроцесор i4004 е произведен през 1971 г. и оттогава Intel твърдо заема водеща позиция в пазарния сегмент. Най-успешният проект за разработка е i8080. На него беше базиран компютърът Altair, за който Б. Гейтс написа първия си интерпретатор на Basic. Класическата архитектура i8080 оказа огромно влияние върху по-нататъшното развитие на едночиповите микропроцесори. Микропроцесорът i8088, който беше обявен от Intel през юни 1979 г., се превърна в истински индустриален стандарт за компютри. През 1981 г. "синият гигант" (IBM) избра този процесор за своя компютър. Първоначално микропроцесорът i8088 работеше на 4,77 MHz и имаше скорост от около 0,33 Mops, но след това бяха разработени негови клонове, предназначени за по-висока тактова честота от 8 MHz. Микропроцесорът i8086 се появява точно година по-рано, през юли 1978 г., и става популярен благодарение на компютъра CompaqDecPro. Въз основа на архитектурата i8086 и като се вземат предвид изискванията на пазара, през февруари 1982 г. Intel пусна i80286. Появи се едновременно с IBM компютър PCAT. Заедно с увеличаването на производителността, той имаше защитен режим (използваше по-сложна техника за управление на паметта). Защитеният режим позволява на програми като Windows 3.0 и OS/2 да работят с RAM над 1 MB. Благодарение на 16-битовите данни на новата системна шина, 2-байтови съобщения могат да се обменят с PU. Новият микропроцесор даде възможност за достъп до 16 MB RAM в защитен режим. Процесорът i80286 беше първият, който реализира многозадачност и контрол на ниво чип виртуална памет. С тактова честота от 8 MHz беше постигната производителност от 1,2 Mips.

1 Разработка на микропроцесори

Компютрите се използват широко от 50-те години на миналия век. Преди това бяха много големи и скъпи устройства, използвани само в държавни агенции и големи фирми. Размерът и формата на цифровите компютри са се променили до неузнаваемост в резултат на разработването на нови устройства, наречени микропроцесори.

Микропроцесорът (MP) е програмно управлявана електроника цифрово устройствоза обработка цифрова информацияи контрол на процеса на тази обработка, извършван на една или повече интегрални схеми с висока степенинтеграция на електронни елементи.

През 1970 г. Маршиан Едуард Хоф от Intel проектира интегрална схема, подобна по функция на централния процесор на мейнфрейм компютър - първата микро Процесор Intel-4004, който е пуснат в продажба още през 1971 г.

Това беше истински пробив, защото Intel-4004 MP с размер под 3 см беше по-производителен от гигантската машина ENIAC. Вярно, той работеше много по-бавно и можеше да обработва само 4 бита информация едновременно (големите компютърни процесори обработваха 16 или 32 бита едновременно), но първият MP също струваше десетки хиляди пъти по-евтино.

Кристалът беше 4-битов процесор с класическа компютърна архитектура от тип Харвард и беше произведен с помощта на усъвършенствана p-канална MOS технология със стандартен дизайн от 10 μm. Електрическа схемаУстройството се състои от 2300 транзистора. MP работи при тактова честота от 750 kHz с продължителност на командния цикъл от 10,8 μs. Чипът i4004 имаше адресен стек (програмен брояч и три регистъра на стека от тип LIFO), RON блок (регистрира над оперативна паметили регистърен файл - RF), 4-битово паралелно ALU, акумулатор, команден регистър с команден декодер и управляваща верига, както и комуникационна верига с външни устройства. Всички тези функционални възли бяха комбинирани един с друг от 4-битова SD. Паметта на инструкциите достига 4 KB (за сравнение: размерът на паметта на миникомпютър в началото на 70-те години рядко надвишава 16 KB), а RF CPU има 16 4-битови регистъра, които могат да се използват и като 8 8-битови. Такава организация на RON е запазена и в следващите MP от Intel. Три регистъра на стека осигуряват три нива на влагане на подпрограми. i4004 MP беше монтиран в пластмасова или керамично-метална DIP (Dual In-line Package) опаковка само с 16 пина. Неговата командна система включва само 46 инструкции.

В същото време кристалът имаше много ограничени I/O възможности и нямаше логически операции за обработка на данни (И, ИЛИ, ИЗКЛЮЧВАЩО ИЛИ) в командната система и следователно те трябваше да бъдат реализирани с помощта на специални подпрограми. Модулът i4004 нямаше възможност за спиране (HALT команди) и обработка на прекъсвания.

Инструкционният цикъл на процесора се състои от 8 цикъла на главния осцилатор. Имаше мултиплексирана SHA (адресна шина) / SHD (шина за данни), 12-битов адрес беше предаден през 4 бита.

На 1 април 1972 г. Intel започва да доставя първия в индустрията 8-битов i8008. Кристалът е произведен с помощта на p-канална MOS технология със стандарти за проектиране от 10 μm и съдържа 3500 транзистора. Процесорът работеше на честота 500 kHz с продължителност на машинния цикъл 20 μs (10 периода на главния осцилатор).

За разлика от своите предшественици, MP имаше компютърна архитектура тип Princeton и позволяваше използването на комбинация от ROM и RAM като памет.

В сравнение с i4004, броят на RON намалява от 16 на 8 и се използват два регистъра за съхраняване на адреса с индиректно адресиране на паметта (ограничение на технологията - блокът RON, подобно на кристали 4004 и 4040 в MP 8008, е реализиран във формата динамична памет). Продължителността на машинния цикъл беше почти наполовина (от 8 на 5 състояния). За синхронизиране на работата с бавни устройства е въведен сигналът READY.

Командната система се състоеше от 65 инструкции. MP може да адресира 16K байта памет. Неговата производителност в сравнение с четирибитовия MP се увеличи с 2,3 пъти. Средно около 20 средни интегрални схеми бяха необходими за свързване на процесора с памет и I / O устройства.

Възможностите на p-каналната технология за създаване на сложни високопроизводителни МТ бяха почти изчерпани, така че "посоката на основния удар" беше прехвърлена на n-каналната MOS технология.

На 1 април 1974 г. Intel 8080 MP беше представен на вниманието на всички заинтересовани страни. Благодарение на използването на p-MOS технология с дизайнерски стандарти от 6 микрона, 6 хиляди транзистора бяха поставени на чипа. Тактовата честота на процесора беше увеличена до 2 MHz, а продължителността на цикъла на инструкции вече беше 2 μs. Размерът на адресираната от процесора памет е увеличен до 64 KB.

Благодарение на използването на 40-пинов пакет, беше възможно да се разделят SHA и SD, общ бройчиповете, необходими за изграждане на системата в минималната конфигурация, бяха намалени до 6.

В Руската федерация беше въведен указател на стека, който се използва активно при обработка на прекъсвания, както и два програмно недостъпни регистъра за вътрешни трансфери. Блокът RON е реализиран на статични чипове с памет. Изключването на батерията от RF и въвеждането й в ALU опрости схемата за управление на вътрешната шина.

Ново в MP архитектурата - използване многостепенна системавекторни прекъсвания. Такива техническо решениепозволява да се доведе общият брой източници на прекъсване до 256 (преди появата на LSI контролери за прекъсване, веригата за генериране на вектор на прекъсване изискваше използването на до 10 допълнителни чипа със средна интеграция). i8080 въведе механизъм за директен достъп до паметта (DMA) (както преди в IBM System 360 мейнфрейм компютри и т.н.).

PDP даде зелена светлина за използването в микрокомпютрите на такива сложни устройства като магнитни дискови устройства и ленти, CRT дисплеи, които превърнаха микрокомпютъра в пълноценна изчислителна система.

Традицията на компанията, започвайки от първия чип, беше пускането не на единичен процесорен чип, а на семейство LSI, предназначени за споделено използване.

Съвременните микропроцесори са изградени на 32-битова x86 или IA-32 архитектура (Intel Architecture 32 bit), но много скоро ще има преход към по-усъвършенствана, продуктивна 64-битова архитектура IA-64 (Intel Architecture 64 bit). Всъщност преходът вече е започнал, това се доказва от масовото производство и продажба през 2003 г. на новия микропроцесор Athlon 64 от AMD Corporation (Advanced Micro Devices), този микропроцесор е забележителен с това, че може да работи както с 32-битови приложения и 64-битови приложения. Производителността на 64-битовите микропроцесори е много по-висока.

2 микропроцесора i80386

През октомври 1985 г. Intel обяви първия 32-битов микропроцесор, i80386. Първият компютър, който използва този микропроцесор, беше CompaqDeskPro 386. Пълната 32-битова архитектура в новия микропроцесор беше допълнена от усъвършенстван мениджър на паметта, който в допълнение към модула за сегментиране беше допълнен от модул за контрол на страницата. Това устройство ви позволява лесно да пренареждате сегменти от едно място в паметта в друго. При тактова честота от 16 MHz производителността беше 6 Mips. 32-адресните линии направиха възможно физическото адресиране на 4Gb памет, освен това беше въведен нов режим за управление на виртуална памет V86. В този режим могат да се изпълняват няколко задачи на i8086 едновременно.

Микропроцесорът i80386, направен на 1 чип с копроцесор, се нарича i80386DX. По-евтиният модел на 32-битовия микропроцесор се появява едва през юли 1988 г. (i80386SX). Новият микропроцесор използва 16-битова шина за данни и 24-битова адресна шина. Това беше особено удобно за стандартния IBM PC AT. Софтуерът, написан за i80386DX, работи на i80386DX. Вътрешните регистри бяха напълно идентични. Индексът SX идва от думата "шестнадесет" (16-битова шина за данни). За i486 SX започна да означава липса на копроцесор. На есенното изложение през 1989 г. Intel обяви i80486DX, който съдържаше 1,2 милиона транзистора на един чип и беше напълно съвместим с други 86 процесора. Новите микросхеми за първи път комбинират в 1 чип процесора, копроцесора и кеш паметта. Използва конвейерната архитектура, присъща на RISC процесорите, което ви позволява да постигнете 4 пъти по-висока производителност от конвенционалните 32-битови системи. 8Kb вградена кеш памет, ускорено изпълнение чрез междинно съхранение на често използвани команди и данни. При тактова честота от 25 MHz, микропроцесорът имаше производителност от 16,5 Mips. Създаден през януари 1991 г. 50 MHz версията на микропроцесора позволява допълнително 50% увеличение на производителността. Вграденият копроцесор значително ускорява математическите изчисления, но по-късно става ясно, че само 30% от потребителите имат нужда от такъв микропроцесор.

Използвате ли компютър или мобилно устройствода прочета тази тема сега. Компютърът или мобилното устройство използва микропроцесор за извършване на тези действия. Микропроцесорът е сърцето на всяко устройство, сървър или лаптоп. Има много марки микропроцесори от повечето различни производители, но всички те правят приблизително едно и също нещо и по приблизително същия начин.
Микропроцесор- известен също като процесор или централен процесор, е изчислителна машина, която е произведена на един чип. Първият микропроцесор е Intel 4004, който се появява през 1971 г. и не е толкова мощен. Той можеше да събира и изважда и това са само 4 бита наведнъж. Процесорът беше невероятен, защото беше направен на един чип. Ще попитате защо? И аз ще отговоря: инженерите по това време произвеждат процесори или от няколко чипа, или от отделни компоненти (транзисторите се използват в отделни пакети).

Ако някога сте се чудили какво прави микропроцесорът в компютъра, как изглежда или как се различава от другите видове микропроцесори, тогава отидете под кат- там всичко най-интересно и подробности.

Прогрес на микропроцесора: Intel

Първият микропроцесор, който по-късно стана сърцето на прост домашен компютър, беше Intel 8080, пълен 8-битов компютър на един чип, представен през 1974 г. Първият микропроцесор предизвика истински скок на пазара. По-късно през 1979 г. е издаден нов модел- Intel 8088. Ако сте запознати с пазара на компютри и неговата история, тогава знаете, че пазарът на персонални компютри се премести от Intel 8088 към Intel 80286, а този към Intel 80386 и Intel 80486, а след това към Pentium, Pentium II, Pentium III и Pentium 4. Всички тези микропроцесори са направени от Intel и всички те са подобрения на основния дизайн на Intel 8088. Pentium 4 може да изпълни всеки код, но го прави 5000 пъти по-бързо.

През 2004г година Intelвъведе микропроцесори с много ядра и милиони транзистори, но дори и тези микропроцесори последваха Общи правила, като преди това произведени чипове. Допълнителна информацияна масата:

• датата: е годината на първото представяне на процесора. Много процесори бяха преиздадени на по-високи тактови честоти и това продължи много години след първоначалната дата на пускане.
• транзистори: е броят на транзисторите на чипа. Можете да видите, че броят на транзисторите на един чип непрекъснато се увеличава през годините.
• Микрон: ширина в микрони на най-малкия проводник на чипа. За сравнение мога да дам човешки косъм, който е с дебелина около 100 микрона. Тъй като размерите стават все по-малки и по-малки, броят на транзисторите се увеличава.
• Тактова честота: максимална скоростче чипът може да се развива. Ще говоря за тактовата честота малко по-късно.
• Данни за ширина (шина).: е ширината на ALU (аритметична логическа единица). 8-битово ALU може да събира, изважда, умножава и т.н. В много случаи шината за данни е със същата ширина като ALU, но не винаги. Intel 8088 беше 16-битов и имаше 8-битова шина, докато настоящите модели Pentium са 64-битови.
• MIPS: тази колона в таблицата показва броя на операциите в секунда. Това е мерна единица за микропроцесори. Съвременни процесорите могат да направят толкова много неща, че днешните оценки, представени в таблицата, ще загубят всякакъв смисъл. Но можете да усетите относителната мощност на микропроцесорите от онези времена

Тази таблица показва, че като цяло има връзка между тактовата честота и MIPS (операции в секунда). Максималната тактова честота е функция производствен процесор. Съществува и връзка между броя на транзисторите и броя на операциите в секунда. Например Intel 8088 с тактова честота 5 MHz (в момента 2,5-3 GHz) изпълнява само 0,33 MIPS (около една инструкция на всеки 15 тактови цикъла). Съвременните процесори често могат да изпълняват две инструкции на такт. Това увеличение е пряко свързано с броя на транзисторите на чипа и за това ще говоря по-късно.

Какво е чип?

Чипът се нарича още интегрална схема. Това обикновено е малко, тънко парче силиций, върху което са гравирани транзисторите, които изграждат микропроцесора. Един чип може да бъде толкова малък, колкото един инч, но все пак да съдържа десетки милиони транзистори. По-простите процесори могат да се състоят от няколко хиляди транзистора, гравирани в чип от само няколко квадратни милиметра.

Как работи

Intel Pentium 4

За да разберете как работи един микропроцесор, би било полезно да погледнете вътре и да научите за неговите вътрешности. В процеса можете също да научите за асемблерния език, родния език на микропроцесора и много неща, които инженерите могат да направят, за да увеличат скоростта на процесора.

Микропроцесорът изпълнява набор от машинни инструкции, които казват на процесора какво да прави. Въз основа на инструкции микропроцесорът прави три основни неща:

• Използвайки своето ALU (аритметично логическо устройство), микропроцесорът може да изпълнява математически операции. Например събиране, изваждане, умножение и деление. Съвременните микропроцесори са способни да извършват изключително сложни операции.
• Микропроцесорът може да премества данни от едно място в паметта в друго
• Микропроцесорът може да взема решения и да преминава към нов набор от инструкции въз основа на тези решения.

Казано направо, микропроцесорът прави сложни неща, но по-горе описах три основни дейности. Следващата диаграма показва много прост микропроцесор, способен да прави тези три неща. Този микропроцесор има:

• Адресна шина (8, 16 или 32 бита), която изпраща достъп до паметта
• Шина за данни (8, 16 или 32 бита), която изпраща данни към или получава данни от паметта
• RD (четене, четене) и WR (запис, запис) казват на паметта дали искат да зададат или получат адресираното местоположение
• Ред на часовника, който ви позволява да видите последователността на часовника на процесора
• Ред за нулиране, който нулира брояча на програмата до нула и рестартира изпълнението

микропроцесорна памет

По-рано говорихме за шини за адреси и данни, както и за линии за четене и запис. Всичко това е свързано или с RAM (памет с произволен достъп), или с ROM (памет само за четене или памет само за четене, ROM) - обикновено и двете. В нашия примерен микропроцесор имаме широка адресна шина от 8 бита и същата широка шина за данни - също 8 бита. Това означава, че микропроцесорът има достъп до 2^8 до 256 байта памет и може да чете и записва 8 бита памет наведнъж. Да приемем, че този прост микропроцесор има 128 байта вътрешна памет, започваща от адрес 0, и 128 байта RAM, започваща от адрес 128.

RAM означава памет само за четене. Чип постоянна паметпрограмиран с постоянни предварително зададени предварително зададени байтове. Адресът на шината казва на RAM чипа кой байт да достигне и да се побере в шината за данни. Когато линията за четене промени състоянието, ROM чипът представя избрания байт на шината за данни.

RAM означава RAM, хаха. RAM съдържа байт информация и микропроцесорът може да чете или записва в тези байтове в зависимост от това дали линията за четене или запис сигнализира. Един от проблемите, които могат да бъдат намерени в днешните чипове, е, че те забравят всичко веднага щом енергията изчезне. Следователно компютърът трябва да има RAM.

RAM чип или чип само за четене (ROM).

Между другото, почти всички компютри съдържат известно количество RAM. На персонален компютър паметта само за четене се нарича BIOS (базова входно-изходна система). При стартиране микропроцесорът започва да изпълнява инструкциите, които намира в BIOS. Инструкциите на BIOS, между другото, също изпълняват своята роля: те извършват проверка на хардуера и след това цялата информация отива на твърдия диск, за да създаде сектор за зареждане. Секторът за зареждане е един малка програма, а BIOS го запазва в паметта, след като го прочете от диска. След това микропроцесорът започва да изпълнява инструкции зареждащ секторот RAM. Програмата за зареждащ сектор ще каже на микропроцесора какво още да вземете със себе си. харддискв RAM и след това прави всичко това и т.н. Ето как микропроцесорът зарежда и изпълнява цялата операционна система.

инструкции за микропроцесор

Дори невероятно простият микропроцесор, който току-що описах, ще има доста голям набор от инструкции, които може да изпълни. Колекцията от инструкции се реализира като шаблони на битове, всеки от които има различно значение, когато се зареди в сектора на инструкциите. Хората не помнят битови модели особено добре, тъй като това е колекция от кратки думи. Между другото, този набор от кратки думи се нарича език за сглобяване на процесора. Асемблерът може много лесно да преведе думите в битов модел и след това усилията на асемблера ще бъдат поставени в паметта, за да може микропроцесорът да изпълни.

Ето набор от инструкции на асемблерния език:

• LOADA mem- зареждане в регистър с адрес на паметта
• LOADB mem- зареждане в регистър B от адрес на паметта
• CONB мем- заредете постоянна стойност в регистър B
• SAVEB мем- запишете регистър B на адрес в паметта
• SAVEC мем- запишете регистър C на адрес в паметта
• ДОБАВЯНЕ- съберете A и B и запазете резултата в C
• ПОДП- извадете A и B и запазете резултата в C
• MUL- умножете A и B и запазете резултата в C
• DIV- разделяне на A и B и съхраняване на резултата в C
• COM- сравнете A и B и запазете резултата в теста
• JUMP адр- отидете на адрес
• JEQ адрес- скочи, ако е равно, за да решиш
• JNEQ адрес- скочи, ако не е равно за решаване
• JG адрес- скок, ако е повече, за решаване
• JGE адрес- скочи, ако е по-голямо или равно на за решаване
• JL адрес- скок, ако по-малко за решаване
• JLE адрес- скок, ако е по-малко или равно на за решаване
• СПРИ СЕ- спиране на изпълнението

асемблерен език
C компилаторът превежда този C код на асемблер. Ако приемем, че основната памет започва от адрес 128 в този процесор, а паметта само за четене (която съдържа програмата на асемблерния език) започва от адрес 0, тогава за нашия прост микропроцесор асемблерът може да изглежда така:

// Да приемем, че a е на адрес 128 // Да приемем, че F е на адрес 1290 CONB 1 // a=1;1 SAVEB 1282 CONB 1 // f=1;3 SAVEB 1294 LOADA 128 // ако a > 5 скок до 175 CONB 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // f=f*a;9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // a=a+1;13 CONB 114 ADD15 SAVEC 12816 JUMP 4 // връщане към if17 STOP

Памет само за четене (ROM)
Така че сега въпросът е "Как всички тези инструкции се интегрират с ROM?". Ще обясня, разбира се: всяка от тези инструкции на асемблерния език трябва да бъде представена като двоично число. За простота нека приемем, че всяка инструкция на асемблерния език присвоява сама на себе си уникален номер. Например ще изглежда така:

• ЗАРЕЖДАНЕ - 1
• LOADB - 2
• CONB - 3
• SAVEB - 4
• SAVEC мем - 5
• ДОБАВЯНЕ - 6
• ПОДП - 7
• MUL - 8
• DIV - 9
• COM - 10
• JUMP адр - 11
• JEQ адрес - 12
• JNEQ адрес - 13
• JG адрес - 14
• JGE адрес - 15
• JL адрес - 16
• JLE адрес - 17
• СПРИ СЕ - 18

Тези числа ще бъдат известни като операционни кодове. В ROM нашата малка програма ще изглежда така:

// Да приемем, че a е на адрес 128 // Да приемем, че F е на адрес 129Addr opcode/value0 3 // CONB 11 12 4 // SAVEB 1283 1284 3 // CONB 15 16 4 // SAVEB 1297 1298 1 // LOADA 1289 12810 3 // CONB 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // LOADA 12916 12917 2 // LOADB 12818 12819 8 // MUL20 5 // SAVEC 12921 12922 1 // LOADA 12823 12824 3 // 5 // CONB6 1 ADD27 5 // SAVEC 12828 12829 11 // JUMP 430 831 18 // STOP

Виждате, че 7 реда C код станаха 18 реда асемблер и че всички станаха 32 байта в ROM.

Декодиране
Инструкцията за декодиране трябва да превърне всеки от операционните кодове в набор от сигнали, които ще управляват различни компоненти в рамките на микропроцесора. Нека вземем за пример инструкциите ADD и да видим какво трябва да прави. Така:

• 1. В първия цикъл е необходимо да се зареди самата инструкция, така че декодерът трябва да: активира буфера за програмния брояч с три състояния, активира линията за четене (RD), активира данните в трите състояния на буфер в регистъра на инструкциите
• 2. Във втория цикъл се декодира инструкцията ADD. Тук трябва да направите много малко: настройте работата на аритметичното логическо устройство (ALU) на регистър C
• 3. По време на третия цикъл програмният брояч се увеличава (на теория това може да се припокрие във втория цикъл)

Всяка инструкция може да бъде разделена на набор от последователни операции, като тези, които току-що разгледахме. Те манипулират компонентите на микропроцесора в правилния ред. Някои инструкции, като например инструкцията ADD, може да отнеме два или три цикъла. Други могат да приемат пет или шест бара.

Да стигнем до края

Броят на транзисторите има огромно влияние върху производителността на процесора. Както можете да видите по-горе, един типичен микропроцесор Intel 8088 може да изпълни 15 цикъла. Колкото повече транзистори, толкова по-висока е производителността - просто е. Голям брой транзистори също позволяват технология като тръбопровод.

Архитектурата на тръбопровода се състои от изпълнение на команди. Може да са необходими пет цикъла за изпълнение на една инструкция, но не може да има пет инструкции в различни етапи на изпълнение едновременно. Така че изглежда, че една инструкция завършва всеки такт.

Всички тези тенденции позволяват на броя на транзисторите да расте, което води до многомилионни транзистори с тежка категория, които са налични днес. Такива процесори могат да извършват около милиард операции в секунда - само си представете. Между другото, сега много производители се интересуват от пускането на 64-битови мобилни процесори и очевидно следващата вълна идва, само че този път 64-битовата архитектура е кралят на модата. Може би в близко бъдеще ще стигна до тази тема и ще ви кажа как всъщност работи. На това, може би, всичко за днес. Надявам се, че ви е харесало и сте научили много.

Първият микропроцесор е създаден през 1971 г, и с него най-накрая се роди компютри от четвърто поколение.

процесор(CPU, буквално - централния процесор) - електронен блок или интегрална схема (микропроцесор), която изпълнява машинни инструкции (програмен код). Понякога се нарича микропроцесор или просто процесор.

Основните характеристики на централния процесор (CPU) са:тактова честота, производителност, консумация на енергия и архитектура.

Ранните процесори са проектирани като уникални градивни елементи за уникални и дори единствени по рода си компютърни системи. По-късно, от скъпия метод за разработване на процесори, предназначени да изпълняват една програма, производителите на компютри преминаха към серийно производство на типични класове процесори.

Създаването на микросхеми позволи допълнително увеличаване на сложността на процесора, като същевременно намали физическия им размер.

Intel през 1971 г. създава първия в света 4-битов микропроцесор 4004предназначени за използване в калкулатори.



По-късно беше променено 8-битов Intel 8080и 16-битов 8086, който постави основите на архитектурата на всички съвременни настолни компютри.




След това последва неговата модификация, 80186 .
AT процесор 80286се появи защитен режим, който позволява използването на до 16 MB памет.

Процесорът Intel 80386 се появява през 1985 ги въведе подобрен защитен режим, позволяващ използването на до 4 GB RAM.



Intel486(известен също като i486, Intel 80486 или просто 486th) четвърто поколение x86-съвместим микропроцесор, изграден върху хибридно ядро ​​и издаден от Intel на 10 април 1989 г.

Този микропроцесор е подобрена версия на микропроцесора 80386. За първи път беше демонстриран на изложба през есента на 1989 г.

Това беше първият микропроцесор с вграден математически копроцесор(FPU). Използва се главно в настолни компютри, в сървъри и преносими компютри (лаптопи и лаптопи).



В персоналните компютри започва да се използва процесори с архитектура x86.

Постепенно почти всички процесори започнаха да се произвеждат в микропроцесорен формат.

Микропроцесор Intel Pentiumпредставен на 22 март 1993 г.
Новата архитектура на процесора позволи да се увеличи производителността с 5 пъти в сравнение с 33 MHz 486DX.

Броят на транзисторите е 3,1 милиона.
Конектор 237/238 крака.

Следват (от Intel) 64-битови процесори:
Itanium, Itanium 2, Pentium 4F, Pentium D, Xeon, Intel Core 2, Pentium Dual Core, Celeron Dual Core, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon E3...

Многоядрени процесори съдържат няколко процесорни ядра в един пакет (на един или повече чипове).

Първият многоядрен микропроцесор беше POWER4 на IBM, който се появи през 2001 г. и имаше две ядра. На 14 ноември 2005 г. Sun пусна осемядрен UltraSPARC T1.

AMD пое по свой собствен път, произвеждайки през 2007 г четириядрен процесор в един чип.

Процесорите с 2, 3, 4 и 6 ядра, както и процесорите с 2, 3 и 4 модула станаха масово достъпни AMD процесориБулдозер поколения.

Предлагат се и 8-ядрени сървъри Xeon процесории Nehalem (Intel) и 12-ядрен Opteron (AMD).

За радиаторот микропроцесори се използват пасивни радиатори и активни охладители.

Intel Core i7- семейство процесори x86-64 Intel.
Устройство с един чип:всички ядра, контролерът на паметта и кешът са на един и същи чип.
поддържа турбо ускорение, с който процесорът автоматично увеличава производителността, когато е необходимо.


Защитното покритие на процесорите е от никелирана мед, подложката е силиконова, а контактите са от позлатена мед.
Минималната и максималната температура на съхранение за Core i7 са съответно -55°C и 125°C.
Максимално топлоотдаване Ядрени процесори i7 е 130 вата.

Intel Core i7 3820 е оборудван с четири физически и осем виртуални процесорни ядра, чиято номинална тактова честота е 3,6 GHz, а динамичната честота е 3,8 GHz, както и десет мегабайта кеш памет. Дата на влизане на пазара - 2012г.

Съвременни компютрималки по размер, удобни, имат висока скорост на обработка на информация, голямо количество оперативна и физическа памет.



Могат да се намерят модерни процесорине само в компютрите, но и в колите, мобилни телефони, домакински уреди и дори в детските играчки.

), вариращи от първите MDA и CGA графични адаптери до най-новите AMD и NVIDIA архитектури. Сега е ред да проследим развитието на централните процесори – също толкова важен компонент на всеки компютър. В тази част от материала ще говорим за 70-те години на миналия век и следователно за първите 4- и 8-битови решения.

Първите процесори бяха стоножки

1940–1960 г

Преди да се задълбочим в историята на развитието на централните процесори, е необходимо да кажем няколко думи за развитието на компютрите като цяло. Първите процесори се появяват през 40-те години на миналия век. Тогава те работеха с помощта на електромеханични релета и вакуумни тръби, а използваните в тях феритни сърцевини служеха като запаметяващи устройства. За функционирането на компютър, базиран на такива микросхеми, беше необходимо голяма сумапроцесори. Подобен компютърБеше огромна сграда с размерите на доста голяма стая. В същото време той освободи голямо количество енергия и представянето му остави много да се желае.

Компютър, използващ електромеханични релета

Въпреки това, още през 50-те години на миналия век транзисторите започнаха да се използват при проектирането на процесори. Благодарение на тяхното използване инженерите са успели да постигнат повече висока скоростработа на чиповете, както и намаляване на тяхната консумация на енергия, но подобряване на надеждността.

През 60-те години на миналия век е разработена технологията за производство на интегрални схеми, което прави възможно създаването на микрочипове с транзистори, разположени върху тях. Самият процесор се състоеше от няколко такива схеми. С течение на времето технологията позволи все повече и повече транзистори да бъдат поставени върху чип и в резултат на това броят на интегралните схеми, използвани в процесора, намаля.

Архитектурата на процесора обаче все още беше много, много далеч от това, което виждаме днес. Но излизането през 1964 г. на IBM System / 360 доближава дизайна на тогавашните компютри и процесори малко по-близо до модерния - предимно по отношение на работата със софтуер. Факт е, че преди появата на този компютър всички системи и процесори работеха само с програмен кодкойто е написан специално за тях. За първи път IBM използва различна философия в своите компютри: цялата линия процесори с различна производителност поддържаше един и същ набор от инструкции, което направи възможно писането на софтуер, който да работи при всяка модификация на System / 360.

IBM System/360 компютър

Връщайки се към темата за съвместимостта на System/360, трябва да се подчертае, че IBM е обърнала много внимание на този аспект. Например съвременните компютри zSeries все още поддържат софтуернаписан за платформата System/360.

Не забравяйте за DEC (Digital Equipment Corporation), а именно нейната линия PDP (Programmed Data Processor) компютри. Компанията е основана през 1957 г., а през 1960 г. пуска първия си миникомпютър PDP-1. Устройството беше 18-битова система и беше по-малко от мейнфреймите от онова време, като заемаше „само“ ъгъл на стаята. В компютъра беше интегриран CRT монитор. Интересното е, че първият в света компютърна игранаречена Космическа война! е написан специално за платформата PDP-1. Цената на един компютър през 1960 г. е 120 хиляди щатски долара, което е значително по-ниско от цената на други мейнфрейми. Въпреки това PDP-1 не беше много популярен.

Компютър PDP-1

Първото комерсиално успешно DEC устройство беше компютърът PDP-8, пуснат през 1965 г. За разлика от PDP-1, нова системабеше 12 бита. Цената на PDP-8 беше 16 хиляди щатски долара - това беше най-евтиният миникомпютър от онова време. Благодарение на такава ниска цена, устройството стана достъпно за промишлени предприятия и научни лаборатории. В резултат на това бяха продадени около 50 хиляди такива компютри. Отличителна архитектурна характеристика на процесора PDP-8 беше неговата простота. Така че имаше само четири 12-битови регистъра, които бяха използвани за задачи различни видове. В същото време PDP-8 съдържаше общо 519 логически порта.

Компютър PDP-8. Кадър от филма "Трите дни на кондора"

Архитектурата на PDP процесорите пряко повлия на дизайна на 4- и 8-битовите процесори, които ще бъдат обсъдени по-късно.

Intel 4004

1971 г. остава в историята като годината на първите микропроцесори. Да, да, такива решения, които се използват днес в персонални компютри, лаптопи и други устройства. И една от първите, които се обявиха, беше току-що основаната тогава компания Intel, пускайки на пазара модела 4004 - първият в света едночипов процесор, който се предлага в търговската мрежа.

Преди да преминете директно към процесора 4004, си струва да кажете няколко думи за самия Intel. Създаден е през 1968 г. от инженерите Робърт Нойс и Гордън Мур, които дотогава са работили в полза на Fairchild Semiconductor, и Андрю Гроув. Между другото, Гордън Мур публикува добре известния "закон на Мур", според който броят на транзисторите в процесора се удвоява всяка година.

Още през 1969 г., само година след основаването си, Intel получи поръчка от японската компания Nippon Calculating Machine (Busicon Corp.) да произведе 12 чипа за високопроизводителни настолни калкулатори. Оригиналният дизайн на чипа беше предложен от самия Nippon. Инженерите на Intel обаче не харесаха тази архитектура и служител на американската компания Тед Хоф предложи да се намали броят на чиповете до четири, като се използва универсален процесор, който ще отговаря за аритметични и логически функции. В допълнение към централния процесор, архитектурата на чипа включва RAM за съхранение на потребителски данни, както и ROM за съхранение на софтуер. След одобрение окончателна структурамикросхеми, продължи работата по проектирането на микропроцесора.

През април 1970 г. италианският физик Федерико Феджин, който също е работил във Fairchild, се присъединява към инженерния екип на Intel. Той имаше богат опит в дизайна на компютърна логика и MOS (метал-оксид-полупроводник) технологии със силициев порт. Благодарение на приноса на Федерико, инженерите на Intel успяха да комбинират всички микросхеми в един чип. Така първият в света микропроцесор 4004 видя бял свят.

Процесор Intel 4004

Относно спецификации Intel 4004, тогава, по днешните стандарти, разбира се, те бяха повече от скромни. Чипът е произведен по 10-микронен процес, съдържа 2300 транзистора и работи на честота от 740 kHz, което означава, че може да извършва 92 600 операции в секунда. Опаковката DIP16 е използвана като форм фактор. Размери Intel 4004 бяха 3х4 мм, а отстрани имаше редове контакти. Първоначално всички права върху чипа принадлежаха на Busicom, който възнамеряваше да използва микропроцесора изключително в калкулатори от собственото си производство. Въпреки това, в крайна сметка те позволиха на Intel да продава своите чипове. През 1971 г. всеки можеше да закупи процесор 4004 за около $200. Между другото, малко по-късно Intel закупи всички права върху процесора от Busicom, предвиждайки важна роля за чипа в последващата миниатюризация на интегралните схеми.

Въпреки наличието на процесора, неговият обхват беше ограничен до калкулатора Busicom 141-PF. Също за дълго времеимаше слухове, че Intel 4004 е използван при проектирането на бордовия компютър на безпилотния космически кораб Pioneer 10, който стана първата междупланетна сонда, летяла близо до Юпитер. Тези слухове са директно опровергани от факта, че бордови компютри"пионерите" имаха 18- или 16-битови битове, докато Intel 4004 беше 4-битов процесор. Заслужава обаче да се отбележи, че инженерите на НАСА са обмислили възможността да го използват в своите устройства, но са сметнали, че чипът не е достатъчно тестван за такива цели.

Процесор Intel 4040

Три години след пускането на процесора Intel 4004, неговият наследник, 4-битовият Intel 4040, видя бял свят.Чипът беше произведен по същата 10-микрона технология и работеше на същата тактова честота от 740 kHz. Процесорът обаче стана малко "по-сложен" и получи по-богат набор от функции. И така, 4040 съдържа 3000 транзистора (700 повече от 4004). Форматът на процесора остана същият, но вместо 16-пинов те започнаха да използват 24-пинов DIP. Сред подобренията в 4040 заслужава да се отбележи поддръжката на 14 нови команди, увеличената дълбочина на стека до 7 нива, както и поддръжката на прекъсвания. "Четиридесетата" се използва главно в тестови устройства и контрол на оборудването.

Intel 8008

В допълнение към 4-битовите процесори, в началото на 70-те години в арсенала на Intel се появи 8-битов модел - 8008. В основата си чипът беше 8-битова версия на процесора 4004 с по-ниска тактова честота. Това не трябва да е изненадващо, тъй като разработката на модела 8008 се извършва успоредно с разработката на 4004. И така, през 1969 г. Computer Terminal Corporation (по-късно Datapoint) възлага на Intel да създаде процесор за терминали Datapoint, като им предоставя архитектурна диаграма. Както при 4004, Тад Хоф предложи интегрирането на всички интегрални схеми в един чип и CTC се съгласи с това предложение. Развитието бавно приключва, но през 1970 г. CTC изоставя както чипа, така и по-нататъшното сътрудничество с Intel. Причините бяха прости: инженерите на Intel не инвестираха в сроковете за разработка, а функционалността на предоставения "камък" не отговаряше на изискванията на CTC. Договорът между двете компании беше прекратен, правата върху всички разработки останаха за Intel. Японската компания Seiko се заинтересува от новия чип, чиито инженери искаха да използват нов процесорвъв вашите калкулатори.

Процесор Intel 8008

По един или друг начин, но след прекратяването на сътрудничеството с CTC, Intel преименува чипа в процес на разработка 8008. През април 1972 г. този процесор стана достъпен за поръчка на цена от $120. След като Intel остана без поддръжка на CTC, лагерът на компанията беше предпазлив относно търговските перспективи на новия чип, но съмненията бяха напразни - процесорът се продаваше добре.

Техническите спецификации на 8008 бяха до голяма степен подобни на тези на 4004. Процесорът беше произведен в 18-пинов DIP форм-фактор, използвайки 10-микронни стандарти за процес и съдържаше 3500 транзистора. Вътрешният стек поддържа 8 нива и количеството поддържани външна паметбеше до 16 KB. Тактовата честота на 8008 беше зададена на 500 kHz (240 kHz по-ниска от 4004). Поради това 8-битов процесор на Intel често губи скорост от 4-битов.

На базата на 8008 са изградени няколко компютърни системи. Първият от тях беше не много известен проект, наречен The Sac State 8008. Тази система е разработена в стените на университета в Сакраменто под ръководството на инженера Бил Пенц. Въпреки факта, че дълго време системата Altair 8800 се смяташе за първия създаден микрокомпютър, това е The Sac State 8008. Проектът е завършен през 1972 г. и представлява цялостен компютър за обработка и съхраняване на медицински досиета на пациенти. Компютърът включва директно 8008 процесор, HDD, 8K RAM, цветен дисплей, мейнфрейм интерфейс и собствена операционна система. Цената на такава система беше изключително висока, така че Sac State 8008 не можа да получи правилното разпространение, въпреки че нямаше конкуренти по отношение на производителността от доста дълго време.

Ето как изглеждаше The Sac State 8008

Въпреки това, The Sac State 8008 не е единственият компютър, изграден около процесора 8008. Създадени са и други системи, като американската SCELBI-8H, френската Micral N и канадската MCM/70.

Intel 8080

Както в случая с процесора 4004, известно време по-късно 8008 също получи актуализация в лицето на чипа 8080. Но в случая на 8-битовото решение промените, направени в архитектурата на процесора, бяха много по-значителни.

Intel 8080 беше представен през април 1974 г. На първо място, трябва да се отбележи, че производството на процесора е прехвърлено на нова 6-микрона технология. Освен това при производството е използвана технология N-MOS (n-channel transistors) - за разлика от 8008, който е произведен с помощта на P-MOS логика. Използването на нова технология на процеса направи възможно поставянето на 6000 транзистора на чип. Използваният форм фактор беше 40-пинов DIP.

8080 получи по-богат набор от инструкции, който включва 16 инструкции за прехвърляне на данни, 31 инструкции за обработка на данни, 28 инструкции за директен адрес и 5 инструкции за управление. Тактовата честота на процесора беше 2 MHz - 4 пъти повече от предшественика му. 8080 също имаше 16-битова адресна шина, която позволяваше адресиране на 64 KB памет. Тези нововъведения гарантират висока производителност на новия чип, която е около 10 пъти по-висока от тази на 8008.

Процесор Intel 8080

Процесорът 8080 в първата си ревизия съдържа сериозен бъг, който може да доведе до замръзване. Грешката беше коригирана в актуализирана версия на чипа, наречена 8080A и пусната само шест месеца по-късно.

Благодарение на високата си производителност, процесорът 8080 стана много популярен. Използва се дори в системи за управление на улично осветление и светофари. Въпреки това, той се използва главно в компютърни системи, най-известната от които е разработката на MITS Altair-8800, представена през 1975 г.

Алтаир-8800 работи на базата операционна система Altair BASIC, а като шина е използван интерфейсът S-100, който няколко години по-късно става стандарт за всички персонални компютри. Техническите характеристики на компютъра бяха повече от скромни. Той имаше само 256 байта RAM, нямаше клавиатура и монитор. Потребителят взаимодейства с компютъра, като въвежда програми и данни в двоична форма, като щраква върху набор от малки клавиши, които могат да заемат две позиции: нагоре и надолу. Резултатът се отчита и в двоичен вид - по угасналите и светещите крушки. Altair-8800 обаче става толкова популярен, че малка компания като MITS просто не може да се справи с търсенето на компютри. Популярността на компютъра пряко допринесе за ниската му цена - 621 щатски долара. В същото време за 439 щатски долара беше възможно да се закупи компютър в разглобена форма.

Компютър Altair-8800

Връщайки се към темата за 8080, трябва да се отбележи, че на пазара имаше много негови клонинги. Маркетинговата ситуация по това време беше много различна от тази, която виждаме днес и за Intel беше изгодно да лицензира компании на трети страни да произвеждат копия на 8080. Много големи компании участваха в производството на клонинги, като National Semiconductor, NEC, Siemens и AMD. Да, през 70-те години AMD все още нямаше собствени процесори - компанията се занимаваше изключително с пускането на „римейкове“ на други кристали в собствените си съоръжения.

Интересното е, че имаше и домашно копие на процесора 8080. Той е разработен от Киевския изследователски институт по микроустройства и се нарича KR580VM80A. Бяха пуснати няколко варианта на този процесор, включително такива за използване във военни съоръжения.

"Квадрат" KR580VM80A

През 1976 г. се появява актуализирана версия 8080 чип, който получи индекс 8085. Новият кристал е произведен по технологията на 3 микрона, което позволява поставянето на 6500 транзистора върху чипа. Максималната тактова честота на процесора беше 6 MHz. Наборът от поддържани инструкции съдържа 79 инструкции, сред които две нови инструкции за управление на прекъсвания.

Zilog Z80

Основното събитие след пускането на 8080 беше уволнението на Федерико Фейгин. Италианецът не бил съгласен с вътрешната политика на компанията и решил да напусне. Заедно с бившия мениджър на Intel Ралф Унгерман и японския инженер Масатоши Шима, той основава Zilog. Веднага след това започна разработката на нов процесор, подобен по архитектура на 8080. Така през юли 1976 г. Процесор Zilog Z80, двоично съвместим с 8080.

Федерико Фейгин (вляво)

В сравнение с Intel 8080, Zilog Z80 имаше много подобрения, като разширен набор от инструкции, нови регистри и инструкции за тях, нови режими на прекъсване, два отделни регистрови блока и интегрирана схема за динамично опресняване на паметта. В допълнение, цената на Z80 беше много по-ниска от 8080.

Що се отнася до техническите характеристики, процесорът е произведен по 3-микронни технологични стандарти с използване на N-MOS и CMOS технологии. Z80 съдържа 8500 транзистора, а площта му е 22,54 mm 2 . Тактовата честота на Z80 варира от 2,5 до 8 MHz. Ширината на шината за данни беше 8 бита. Процесорът имаше 16-битова адресна шина, а размерът на адресируемата памет беше 64 KB. Z80 се произвежда в няколко форм фактора: DIP40 или 44-пинов PLCC и PQFP.

Процесор Zilog Z80

Z80 бързо надмина по популярност всички конкурентни решения, включително 8080. Процесорът се използва в компютри на компании като Sharp, NEC и други. Z80 се "регистрира" и в конзолите Sega и Nintendo. В допълнение, процесорът се използва в игрални машини, модеми, принтери, индустриални роботи и много други устройства.

ZX спектър

Устройство, наречено ZX Spectrum, заслужава специално внимание, въпреки факта, че нашата история днес не засяга решенията от 80-те години на миналия век. Компютърът е разработен от британската компания Sinclair Research и е пуснат през 1982 г. ZX Spectrum далеч не беше първата разработка на SR. В началото на 70-те години на миналия век ръководителят на компанията и нейният главен инженер Клайв Синклер (Clive Sinclair) се занимават с продажба на радиокомпоненти по пощата. Към средата на 70-те години Клайв създава джобен калкулатор, който се превръща в първото успешно изобретение на компанията. Имайте предвид, че компанията не е участвала пряко в разработването на калкулатора. Те успяват да намерят успешна комбинация от дизайн, функционалност и стойност, благодарение на която устройството се продава добре. Следващото устройство на Sinclair също беше калкулатор, но с по-богат набор от функции. Устройството беше предназначено за по-„напреднала“ аудитория, но не успя да постигне голям успех.

Клайв Синклер - "бащата" на ZX Spectrum

След калкулаторите Синклер решава да се съсредоточи върху развитието пълноценни компютри, а между 1980 и 1981 г. се появява ZX линията домашни компютри: ZX80 и ZX81. Но най-популярното решение беше система, пусната през 1982 г., наречена ZX Spectrum. Първоначално трябваше да излезе на пазара под името ZX83, но в последния момент беше решено устройството да се преименува, за да се подчертае поддръжката на компютъра за цветни изображения.

ZX Spectrum стана популярен предимно поради своята простота и ниска цена. Компютърът изглеждаше така игрова конзола. Към него чрез външни интерфейси беше свързан телевизор, който се използваше като монитор, и касетофон, който действаше като устройство. На тялото на Spectrum имаше многофункционална клавиатура с 40 гумени клавиша. Всеки бутон имаше до седем стойности при работа в различни режими.

ZX Spectrum компютър

Вътрешната архитектура на ZX Spectrum също беше доста проста. Благодарение на използването на технологията ULA (Uncommitted Logic Array), основната част от компютърната верига е поставена на един чип. Използваният CPU беше Zilog Z80 с тактова честота 3,5 MHz. Размерът на RAM беше 16 или 48 KB. Вярно е, че някои производители на трети страни произвеждат 32 KB модули памет, които са поставени в един от портовете за разширение на Spectrum. Размерът на ROM беше 16 KB, а в паметта беше зашит диалект ОСНОВЕН езикнаречен Sinclair BASIC. ZX Spectrum поддържа само еднобитов звук през вградения високоговорител. Компютърът работеше само в графичен режим (8 цвята и 2 нива на яркост). Следователно нямаше поддръжка за текстов режим. Максималната резолюция беше 256x192 пиксела.