Zilog Z-80 - Immortal Eighties

Les premières années de l'ère des ordinateurs personnels, qui ont commencé avant même l'apparition du légendaire PC IBM en 1981, ont largement déterminé l'image du marché qui s'est développée au cours de la prochaine décennie, lorsque Intel, en pleine croissance, a introduit sur le marché des produits qui se sont presque instantanément développés avec de nombreux analogues compatibles - à la fois plus abordables et plus avancé, techniquement intéressant. Mais bien avant que les entreprises ne croisent leurs épées dans la lutte pour les 186 premiers clients et leurs partisans, la concurrence a touché la première puce clé de l'histoire de l'industrie informatique - Intel 8080.


Intel 8080

La sortie du processeur Intel 8080 est devenue un catalyseur pour le développement du développement et de la production de microprocesseurs, qui ont trouvé une application dans une grande variété de domaines et de domaines. La sortie de diverses solutions 8 bits (comme Motorola 6800 ou MOS Technologies 6502), ainsi que la production de solutions clones entièrement compatibles (produites notamment par AMD), ont déterminé les besoins du marché au milieu des années 70, qui peut être partiellement appelé et la raison de l'apparition du Z-80.

Après avoir quitté Intel, Federico Fagin et Ralph Ungermann ont commencé à discuter des produits qu'ils pouvaient développer. Ungermann a été attiré par l'idée de créer des machines à écrire électroniques. Et Fagin voulait utiliser le concept du microprocesseur 4004 d'origine dans un microcontrôleur monopuce qui contiendrait toute la mémoire et les périphériques d'entrée / sortie avec un processeur sur un seul élément en silicium.


Federico Fagin (à gauche) et Ralph Ungermann

Rumors ont atteint la ligne de nouvelles d'Electronics News, et un gros article est paru dans le prochain numéro du magazine commercial que Fagin et Ungermann allaient faire des affaires de processeurs ensemble.

Une semaine plus tard, un visiteur inattendu est venu au bureau loué dans le prestigieux quartier de Los Altos, à quelques kilomètres de Palo Alto. Il s'est présenté comme un employé d'une filiale d'Exxon, la plus grande société pétrolière du monde, fondée pour investir dans des start-ups. Exxon Enterprises, comme son entreprise s'appelait, s'est intéressée à Fajin et Ungermann. S'ils souhaitent développer un nouveau microprocesseur, l'entreprise pourrait les soutenir.



L'accord a été conclu rapidement. La société a reçu une participation majoritaire de 51% en échange de 1,5 million de dollars.

Ungermann a trouvé un bon nom pour une nouvelle entreprise - "Zilog". Cela signifiait que l'entreprise se considérait comme «le dernier mot [Z] dans la logique [I] intégrée [LOG]».

Deux mois plus tard, Fajin a eu une autre idée. Il a observé le sort de son ancien projet - le processeur Intel 8080. À partir d'évaluations enthousiastes des publications commerciales, du fait que des entreprises à travers l'Amérique commencent à l'utiliser, Fagin s'est rendu compte qu'il serait stupide de ne pas capitaliser sur la vague d'un boom qui a commencé pour les microprocesseurs à usage général. En décembre 1974, il a persuadé Ungermann de quitter le projet avec les contrôleurs et de passer au développement d'une version améliorée de la puce 8080.

En essayant de rétablir les liens avec Andy Grove, Fagin est venu à Intel avec ses idées et a proposé d'organiser la production du 8080e amélioré dans le cadre d'un contrat avec Intel. Cependant, ses propositions ont été rejetées.

Plus tard, Fajin a été approché par Masatoshi Shima, un ingénieur qui a supervisé le projet 4004, puis transféré à Intel. Puisque Sima développait un dessin détaillé du 8080e, Fajin l'a volontiers invité.


Masatoshi Shima La

nouvelle puce Zilog a été créée plus rapidement que prévu par Fajin et Ungermann. Poursuivant une puce 80 heures par semaine, Fagin a achevé le développement de son architecture en moins de neuf mois.
Au début, Zilog n'a réuni que trois d'entre eux, plusieurs dessinateurs les ont aidés, de sorte que la question de leur propre production de puces n'a pas été soulevée. Fagin a dessiné un dessin sur du papier millimétré avec un stylet; Sima a surveillé la création de motifs à partir de dessins. L'ensemble de modèles prêt à l'emploi a été envoyé pour production à Mostek, qui s'est séparé de Texas Instruments, qui était à l'époque l'un des plus puissants concurrents d'Intel sur le marché de la technologie MOS. En mars 1976, Zilog disposait d'un appareil fonctionnel capable de conquérir le monde.

Le Z-80 est un microprocesseur monopuce de troisième génération qui fonctionne avec des données 8 bits et des adresses 16 bits. Il contenait 8500 transistors et a été fabriqué selon les normes technologiques de 3 microns. La zone cristalline était de 22,54 mm ² .
La quantité maximale de mémoire directement adressée et d'espace d'entrée de sortie directement adressé est de 64 Ko (8080 espace d'E / S du microprocesseur est de 256 octets).


Zilog Z-80

Le système d'instructions du microprocesseur Z80 comprend 158 instructions, dont 78 sont complètement similaires aux commandes du microprocesseur 8080, bien qu'elles aient des mnémoniques différentes. En plus des instructions arithmétiques et logiques traditionnelles pour les microprocesseurs 8 bits, le Z80 possède des instructions qui fonctionnent avec des bits individuels, tout en facilitant le traitement des informations symboliques.

Des microprocesseurs avec différentes fréquences d'horloge de fonctionnement de 2,5 à 8 MHz ont été produits (pour le 8080A - 2,5 MHz), ce qui a fourni des performances très élevées à l'époque.
Enfin, un compteur de régénération de mémoire dynamique est implémenté sur la puce de microprocesseur elle-même, ce qui peut réduire considérablement le nombre de pièces dans de simples micro-ordinateurs par rapport au 8080.

Le microprocesseur Z-80 était disponible dans le boîtier DIP à 40 broches, le plus courant pour les microprocesseurs huit bits. Contrairement au microprocesseur Intel 8080, le Z-80 ne nécessite pas de circuits supplémentaires spécifiques (un générateur d'horloge biphasé et un contrôleur système) pour son fonctionnement, ce qui simplifie considérablement la conception du module processeur. De plus, pour le fonctionnement, le Z80 nécessite une seule tension d'alimentation +5 V au lieu de trois tensions pour le 8080 (+5, –5 et +12 V).

Avec un prix de seulement 200 $, le Z-80 s'est avéré être attrayant pour les consommateurs individuels qui passaient de longues nuits dans une radio amateur, et maintenant, grâce au triomphe de l'intégration à grande échelle des circuits, il jouait avec l'électronique. Le Z-80 leur a permis de réfléchir pour la première fois à la façon d'assembler un ordinateur eux-mêmes. En 1974, il y avait moins d'ordinateurs dans le monde que d'avions en 1997. Par conséquent, assembler un ordinateur à l'époque signifiait à peu près la même chose que construire un Boeing 767 dans l'arrière-cour aujourd'hui. Cependant, ce n'était pas bien pire.

Ayant dépensé 400 000 $ pour développer sa puce, Zilog ne pouvait pas se permettre de payer généreusement le travail d'une armée d'agents commerciaux. Au lieu de cela, l'entreprise a acheté une place dans le magazine Electronic News et a publié une série d'articles promotionnels.

En raison de l'expansion mondiale du Z80, Zilog a conclu de nombreux contrats pour fabriquer ses microprocesseurs dans diverses parties du monde. Après leur entrée sur le marché en 1976, les principaux partenaires aux États-Unis étaient Synertek et Mostek, qui ont produit la première série de processeurs Z-80 (à la fin de 1976, Zilog a ouvert ses propres usines et a fourni le marché américain avec le Z80 seul). Au Japon, des sociétés telles que Toshiba et Hitachi ont lancé le Z80. En raison de la popularité et de la demande incroyables pour le Z80, de nombreux fabricants analogiques ont travaillé sans licence, donc au total moins de la moitié de tous les Z-80 produits étaient des produits sous licence de Zilog ou de ses partenaires officiels.

Dans notre pays, le Z80 est surtout connu pour son ordinateur de jeu Sinclair Spectrum, qui était extrêmement populaire dans la seconde moitié des années 1980.


Sinclair ZX Spectrum

Cependant, le domaine d'application de ce microprocesseur était beaucoup plus large. C'est en particulier lui qui est le «cerveau» des missiles antinavires français Exocet (en 1982, le chasseur argentin Mirage a coulé le destroyer anglais Sheffield, l'un des navires de guerre les plus modernes de l'époque).

Le processeur Zilog Z80 est non seulement devenu incroyablement populaire après son entrée sur le marché, mais il s'est également avéré être un détenteur de records de longue durée - pendant des décennies, il a été présent dans divers systèmes comme l'un des microprocesseurs spécialisés, utilisé dans les systèmes informatiques, portables et commerciaux de différents niveaux. et destinations. Dans les années 80, il est devenu partie intégrante de systèmes portables tels que Sharp PC-1500 et Cambridge Z88, et dans les années 90, il a été utilisé dans les calculatrices d'ingénierie de la famille TI-81 de Texas Instruments.


TI-81

Il a également été utilisé comme microprocesseur d'instruments de musique (par exemple, le légendaire clavier MIDI Prophet-5), et de nombreux systèmes embarqués contiennent toujours un microprocesseur légendaire dans le cadre de leurs solutions.


Prophète-5

Plus de 40 ans après son lancement sur le marché, le Zilog Z80 a été et reste indispensable dans des dizaines de systèmes informatiques différents, et peut servir d'exemple de la façon dont la technologie informatique, apparue à l'aube de l'ère des ordinateurs personnels, fait toujours partie de notre quotidien.

Notre vidéo basée sur l'article - TYK Auteur de l'article Alexander Lis.

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