Zilog Z180

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Egy korai Z180 processzor PLCC tokozásban (újabban a kisebb QFP és LQFP használata jellemző)
Z8S180.

A Zilog Z180 egy 8 bites mikroprocesszor-család, a Z80 CPU utódja. Ezt a processzort 1985-ben tervezték a Hitachi megrendelésére és eredetileg HD64180 jelöléssel került forgalomba. Később a Zilog cég változatlan felépítéssel Z180 néven folytatta a forgalmazást.

A Z80-as processzorral teljes mértékben kód-kompatibilis, ezáltal változtatás nélkül futtatható az arra írt hatalmas programkészlet.[1]

A Z180 család jellemzői a magasabb teljesítmény és a processzor mellé integrált perifériák és perifériális funkciók, mint pl. az órajelgenerátor, 16 bites számlálók és időzítők, megszakításvezérlő, várakozási állapot-generátorok, soros portok és DMA vezérlő[2]

A DMA vezérlő külön író és olvasó engedélyezőjeleket (strobes) használ, és az időzítése hasonlít a Z80 és Intel processzorokéhoz.[3] A csipbe épített memóriakezelő egység (MMU) 1 MiB memóriát képes címezni. A Z180 processzor úgy is konfigurálható, hogy működése a Hitachi HD64180 proceszornak feleljen meg.

A felépítés jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Z180 egy javított processzormag, amely gépi utasítás szinten kompatibilis a Z80-as processzorral, de felépítésében jelentős újításokat tartalmaz. A Zilog ebben a processzorban alkalmazta először a mikrokódos technológiát és az utasításfutószalagos (csővezetékes, instruction pipeline) utasításvégrehajtási technikát. Ennek eredményeképpen sok utasítás végrehajtási ideje megváltozott; sok utasítás végrehajtásához kevesebb ciklus szükséges, mint az eredeti Z80-ban. A processzorban bevezettek egy újabb megszakítást, ez a Reserved Instruction Trap – fenntartott utasítás-csapda – amely akkor következik be, amikor a processzor egy érvénytelen utasításkóddal találkozik a végrehajtási sorban. Ez a tulajdonság későbbi utasítás-kiterjesztésekhez és emulációhoz használható. A Z80 dokumentálatlan, „illegális” utasításai a Z180-ban tiltottak. A processzor újabb utasításokkal is bővült, ezek közé tartoznak a belső regiszterek címzését szolgáló utasítások és a szorzás.

Perifériák[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Z180 sikerét nagy részben a processzor mellé, a csipre integrált perifériáknak köszönheti. Ezek a következők:

  • Órajelgenerátor: külsőleg csak egy kvarckristály és két kondenzátor szükséges a működéséhez.
  • Memóriavezérlő (MMU): 1 MiB memóriát kezel.
  • Két DMA-vezérlő, memória és memória-I/O adatátvitelt tesz lehetővé. A DMA-vezérlő a teljes 1 MiB címmezőt kezeli.
  • Programozható várakozási állapot-generátor, külön a memória és az I/O kérelmek számára.
  • Programozható DRAM-frissítés vezérlő (refreh controller).
  • Két aszinkron, full-duplex soros interfész (UART), programozható baud-ráta generátorral és modem vezérlővonalakkal, 300-tól 384000 baud-ig terjedő átvitelt tesz lehetővé.
  • Órajelvezérelt nagysebességű soros átviteli interfész, multiprocesszoros rendszerek kialakításához.
  • Két 16 bites programozható időzítő (timer).
  • Két külső általános megszakítás.

Memóriakezelés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Mivel a Z80 csak legfeljebb 64 KiB logikai tárterületet képes megcímezni, az MMU a memóriát ún. memóriabankokra osztva kezeli. Három területet különböztet meg:

  • Common Area 0
  • Bank Area
  • Common Area 1

Az MMU a fizikai memóriát 4 KiB méretű blokkokban helyezi el a logikai cimmezőben. A 0 és 1 számú Common Area a logikai címmező alsó és felső végén helyezkednek el és általában szorosan a fizikai memóriához vannak rendelve (azaz a logikai és fizikai címek folyamatos sorozatot alkotnak, a memória összefüggő részét jelentik). A közbeeső rész a Bank Area az összerendelés vezérléséhez szükséges memóriaterület, ami programból változtatható. A címzésben beleértve (a háttérben) részt vesznek az MMU speciális regiszterei.

Tokozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • 64 csatlakozós DIP tokozás
  • 68 csatlakozós PLCC
  • 80 csatlakozós QFP

A processzorcsalád tagjai, főbb jellemzők[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

csip sebesség (MHz) időzítők I/O kommunikáció
vezérlés
egyéb
Z80180 6, 8, 10 2 N/S CPU 1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART
Z80181 10 1 16 CPU 1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART
Z80182 16, 33, 20 0 Clock Serial, 24 ESCC, CSIO, UART S180 Megacella, 2×ESCC csatorna, 16550 MIMIC
Z80195 20, 33 4 7/24 SCC, CSIO, UART
Z8L180 20 2 Clock Serial CSIO, UART 1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART, 3.3 V üzemi fesz.
Z8L182 20 0 Clock Serial ESCC, CSIO, UART S180 Megacella, 2×ESCC csatorna, 16550 MIMIC, 3.3V üzemi fesz.
Z8S180 10, 20, 33 2 Clock Serial UART, DMA, I2C, SPI 1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART

Megjegyzés: Clock Serial: órajelvezérelt gyors soros átvitel, multiprocesszoros rendszerek kialakításához.

Z80182[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Zilog Z80182 az idősebb Z80 processzor javított, gyorsabb változata és szintén a Z180 mikroprocesszorcsalád tagja. ZIP (Zilog Intelligent Peripheral Controller, Zilog intelligens perifériavezérlő) néven is emlegetik. Ez egy teljesen statikus kialakítás: az órajel teljesen megszűnhet, de a processzor megőrzi az állapotát és a regiszterek tartalmát. A processzor javított elektromágneses jellemzőkkel rendelkezik, ami a kimenetek jelváltozási sebességére is hatással van.

A Z80182 külső oszcillátor által szolgáltatott 33 MHz-es órajelen működhet, 5 volt tápfeszültségen; avagy belső oszcillátor által szolgáltatott 20 MHz-es órajelen, 3,3 volt tápfeszültségen.[4]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Ganssle, Jack: The Z80 Lives!, 1992. „The designers picked an architecture compatible with the Z80, giving Z80 users a completely software compatible upgrade path (a tervezők egy Z80-kompatibilis architektúrát választottak, amely biztosítja a szoftverkompatibilis frissítési útvonalat a Z80 felhasználóinak)
  2. Jack G. Ganssle.. The art of programming embedded systems. San Diego: Academic Press (1992). ISBN 978-0-12-274880-6 
  3. Stuart R. Ball.. Embedded microprocessor systems real world design. Amsterdam: Newnes (2002). ISBN 978-0-7506-7534-5 
  4. CPU Control Register, Z80182/Z8L182 Zilog Intelligent Peripheral Controller Product Specification. San Jose, California: Zilog, 3–48. o (1997) 

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Zilog Z180 című német Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]