Zilog Z-80 - Unsterbliche Achtziger

Die frühen Jahre des PC-Zeitalters, die bereits vor dem Erscheinen des legendären IBM-PCs im Jahr 1981 begannen, bestimmten maßgeblich das Marktbild, das sich im nächsten Jahrzehnt entwickelte, als der wachsende Intel Produkte auf den Markt brachte, die mit vielen kompatiblen Analoga fast augenblicklich wuchsen - sowohl günstiger als auch fortgeschrittener, technisch interessant. Doch lange bevor Unternehmen im Kampf um die ersten 186 Kunden und ihre Anhänger ihre Schwerter kreuzten, berührte die Konkurrenz den ersten Schlüsselchip in der Geschichte der Computerindustrie - Intel 8080.


Intel 8080

Die Leistung des Intel 8080-Prozessors ist zu einem Katalysator für die Entwicklung und Produktion von Mikroprozessoren geworden, die in verschiedenen Bereichen Anwendung gefunden haben. Die Veröffentlichung verschiedener 8-Bit-Lösungen (wie Motorola 6800 oder MOS Technologies 6502) sowie die Herstellung vollständig kompatibler Klonlösungen (insbesondere von AMD hergestellt) bestimmten die Bedürfnisse des Marktes Mitte der 70er Jahre, die teilweise als solche bezeichnet werden können und der Grund für das Erscheinen des Z-80.

Nachdem sie Intel verlassen hatten, begannen Federico Fagin und Ralph Ungermann zu diskutieren, welche Produkte sie entwickeln könnten. Ungermann war von der Idee angezogen, elektronische Schreibmaschinen zu entwickeln. Und Fagin wollte das Konzept des ursprünglichen 4004-Mikroprozessors in einem Single-Chip-Mikrocontroller verwenden, der alle Speicher- und Eingabe- / Ausgabegeräte mit einem Prozessor auf einem einzelnen Siliziumelement enthält.


Federico Fagin (links) und Ralph Ungermann

Gerüchte erreichten die Nachrichten von Electronics News, und in der nächsten Ausgabe des kommerziellen Magazins erschien ein großer Artikel, dass Fagin und Ungermann gemeinsam Prozessorgeschäfte tätigen würden.

Eine Woche später kam ein unerwarteter Besucher in das Büro, das sie in der prestigeträchtigen Gegend von Los Altos, wenige Kilometer von Palo Alto entfernt, gemietet hatten. Er stellte sich als Angestellter einer Tochtergesellschaft von Exxon vor, dem weltweit größten Ölunternehmen, das gegründet wurde, um in Start-up-Unternehmen zu investieren. Exxon Enterprises, wie seine Firma genannt wurde, interessierte sich für Fajin und Ungermann. Wenn sie einen neuen Mikroprozessor entwickeln möchten, könnte das Unternehmen sie unterstützen.



Der Deal wurde schnell abgeschlossen. Das Unternehmen erhielt eine Mehrheitsbeteiligung von 51% im Austausch für 1,5 Mio. USD.

Ungermann hatte einen guten Namen für ein neues Unternehmen - „Zilog“. Dies bedeutete, dass sich das Unternehmen als „das letzte Wort [Z] in der integrierten [I] Logik [LOG]“ betrachtete.

Zwei Monate später hatte Fajin eine andere Idee. Er beobachtete das Schicksal seines alten Projekts - des Intel 8080-Prozessors. Aus enthusiastischen Bewertungen kommerzieller Veröffentlichungen und der Tatsache, dass Unternehmen in ganz Amerika damit beginnen, es zu nutzen, erkannte Fagin, dass es dumm wäre, kein Kapital aus der Welle eines Booms zu ziehen, der für Allzweck-Mikroprozessoren begann. Im Dezember 1974 überredete er Ungermann, das Projekt mit den Controllern zu verlassen und auf die Entwicklung einer verbesserten Version des 8080-Chips

umzusteigen. Als Fagin versuchte, die Verbindungen zu Andy Grove wiederherzustellen, kam er mit seinen Ideen zu Intel und schlug vor, die Produktion des verbesserten 8080th im Rahmen eines Vertrags mit Intel zu organisieren. Seine Vorschläge wurden jedoch abgelehnt.

Später wurde Fajin von Masatoshi Shima, einem Ingenieur, der das 4004-Projekt überwachte, angesprochen und dann zu Intel versetzt. Da Sima eine detaillierte Zeichnung des 8080. entwickelte, lud ihn Fajin gerne ein.


Masatoshi Shima Der

neue Zilog-Chip wurde schneller erstellt als von Fajin und Ungermann erwartet. Fagin verfolgte 80 Stunden pro Woche einen Chip und schloss die Entwicklung seiner Architektur in weniger als neun Monaten ab.
Zunächst vereinte Zilog nur drei von ihnen, mehrere Zeichner halfen ihnen, so dass die Frage nach ihrer eigenen Chipherstellung nicht aufgeworfen wurde. Fagin zeichnete mit einem Stift eine Zeichnung auf Millimeterpapier; Sima überwachte die Erstellung von Mustern aus Zeichnungen. Der vorgefertigte Satz von Vorlagen wurde zur Produktion an Mostek gesendet, das sich von Texas Instruments trennte, das zu dieser Zeit einer der stärksten Konkurrenten von Intel auf dem MOS-Technologiemarkt war. Im März 1976 verfügte Zilog über ein funktionierendes Gerät, mit dem die Welt erobert werden konnte.

Der Z-80 ist ein Single-Chip-Mikroprozessor der dritten Generation, der mit 8-Bit-Daten und 16-Bit-Adressen arbeitet. Es enthielt 8500 Transistoren und wurde gemäß technologischen Standards von 3 Mikron hergestellt. Die Kristallfläche betrug 22,54 mm ² .
Die maximale Menge an direkt adressiertem Speicher und direkt adressiertem Ausgangseingabespeicher beträgt 64 KByte (8080-Mikroprozessor-E / A-Speicherplatz beträgt 256 Byte).


Zilog Z-80

Das Z80-Mikroprozessor-Befehlssystem enthält 158 ​​Befehle, von denen 78 den 8080-Mikroprozessor-Befehlen vollständig ähnlich sind, obwohl sie unterschiedliche Mnemoniken aufweisen. Zusätzlich zu den für 8-Bit-Mikroprozessoren herkömmlichen arithmetisch-logischen Anweisungen verfügt der Z80 über Anweisungen, die mit einzelnen Bits arbeiten und die Verarbeitung symbolischer Informationen erleichtern.

Es wurden Mikroprozessoren mit verschiedenen Betriebstaktfrequenzen von 2,5 bis 8 MHz hergestellt (für den 8080A - 2,5 MHz), die zu dieser Zeit eine sehr hohe Leistung lieferten.
Schließlich ist auf dem Mikroprozessorchip selbst ein dynamischer Speicherregenerationszähler implementiert, der die Anzahl der Teile in einfachen Mikrocomputern im Vergleich zum 8080 drastisch reduzieren kann.

Der Z-80-Mikroprozessor war im 40-Pin-DIP-Gehäuse erhältlich, das für 8-Bit-Mikroprozessoren am häufigsten verwendet wird. Im Gegensatz zum 8080-Mikroprozessor von Intel benötigt der Z-80 für seinen Betrieb keine speziellen zusätzlichen Schaltkreise (einen Zweiphasentaktgenerator und einen Systemcontroller), was das Design des Prozessormoduls erheblich vereinfacht. Darüber hinaus benötigt der Z80 für den Betrieb eine einzige +5 V-Versorgungsspannung anstelle von drei Spannungen für den 8080 (+5, –5 und +12 V).

Mit einem Preis von nur 200 US-Dollar erwies sich der Z-80 als attraktiv für einzelne Verbraucher, die früher lange Nächte im Amateurfunk verbracht hatten und nun dank des Triumphs der groß angelegten Integration von Schaltkreisen mit Elektronik beschäftigt waren. Mit dem Z-80 konnten sie zum ersten Mal darüber nachdenken, wie sie einen Computer selbst zusammenbauen können. 1974 gab es weltweit weniger Computer als Flugzeuge. Daher bedeutete die Montage eines Computers zu dieser Zeit ungefähr das Gleiche wie der Bau einer Boeing 767 im heutigen Hinterhof. Es war jedoch nicht viel schlimmer.

Nachdem Zilog 400.000 Dollar für die Entwicklung ihres Chips ausgegeben hatte, konnte sie es sich nicht leisten, großzügig für die Arbeit einer Armee von Handelsvertretern zu bezahlen. Stattdessen kaufte das Unternehmen einen Platz in der Zeitschrift Electronic News und veröffentlichte eine Reihe von Werbeartikeln.

Aufgrund der weltweiten Expansion des Z80 hat Zilog zahlreiche Verträge zur Herstellung seiner Mikroprozessoren in verschiedenen Teilen der Welt abgeschlossen. Nach dem Markteintritt 1976 waren Synertek und Mostek die wichtigsten Partner in den USA, die die ersten Prozessoren der Z-80-Serie herstellten (Ende 1976 eröffnete Zilog eigene Fabriken und versorgte den US-Markt mit einem eigenen Z80). In Japan haben Unternehmen wie Toshiba und Hitachi den Z80 auf den Markt gebracht. Aufgrund der unglaublichen Beliebtheit und Nachfrage nach dem Z80 arbeiteten viele analoge Hersteller ohne Lizenz, sodass insgesamt weniger als die Hälfte aller produzierten Z-80 lizenzierte Produkte von Zilog oder seinen offiziellen Partnern waren.

In unserem Land ist das Z80 am bekanntesten für seinen Sinclair Spectrum-Gaming-Computer, der in der zweiten Hälfte der 1980er Jahre äußerst beliebt war.


Sinclair ZX Spectrum

Der Anwendungsbereich dieses Mikroprozessors war jedoch viel breiter. Insbesondere ist er das „Gehirn“ der französischen Exocet-Anti-Schiffs-Raketen (1982 versenkte der argentinische Mirage-Jäger den englischen Zerstörer Sheffield, eines der modernsten Kriegsschiffe seiner Zeit).

Der Zilog Z80-Prozessor wurde nicht nur nach dem Markteintritt unglaublich beliebt, sondern erwies sich auch als langlebiger Rekordhalter - seit Jahrzehnten ist er in verschiedenen Systemen als einer der spezialisierten Mikroprozessoren vorhanden, die in Computer-, tragbaren und Geschäftssystemen verschiedener Ebenen eingesetzt werden und Ziele. In den 80er Jahren wurde es Teil tragbarer Systeme wie Sharp PC-1500 und Cambridge Z88, und in den 90er Jahren wurde es in technischen Taschenrechnern der TI-81-Familie von Texas Instruments verwendet.


TI-81

Es wurde auch als Mikroprozessor für Musikinstrumente verwendet (zum Beispiel das legendäre Prophet-5-MIDI-Keyboard), und viele eingebettete Systeme enthalten immer noch einen legendären Mikroprozessor als Teil ihrer Lösungen.


Prophet-5

Mehr als 40 Jahre nach seiner Markteinführung war und ist der Zilog Z80 in Dutzenden verschiedener Computersysteme unverzichtbar und kann als Beispiel dafür dienen, wie die Computertechnologie, die zu Beginn der Ära der Personal Computer eingeführt wurde, immer noch Teil unseres täglichen Lebens ist.

Unser Video basiert auf dem Artikel - TYK Autor des Artikels Alexander Lis.

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/