Zilog Z180

Zilog Z180
Gyártás1986 –
GyártóZilog
Max CPU órajel6 MHz – 33 MHz
ElődZilog Z80
A Wikimédia Commons tartalmaz Zilog Z180 témájú médiaállományokat.
Z8S180 64 érintkezős DIP tokozásban
Egy korai Z180 processzor PLCC tokozásban (újabban a kisebb QFP és LQFP használata jellemző)

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.

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

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

A felépítés jellemzői

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 (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

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

Memóriakezelés

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

Három területet különböztet meg:

Az MMU a fizikai memóriát 4 KiB méretű blokkokban helyezi el a logikai címmezőben. 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

A processzorcsalád tagjai, főbb jellemzők

csip sebesség (MHz) időzítők I/O kommunikáció
vezérlés		 egyéb
Z80180 6, 8, 102 N/SCPU1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART
Z80181 101 16CPU1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART
Z80182 16, 33, 200 Clock Serial, 24ESCC, CSIO, UARTS180 Megacella, 2×ESCC csatorna, 16550 MIMIC
Z80195 20, 334 7/24SCC, CSIO, UART
Z8L180 202 Clock SerialCSIO, UART1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART, 3.3 V üzemi fesz.
Z8L182 200 Clock SerialESCC, CSIO, UARTS180 Megacella, 2×ESCC csatorna, 16550 MIMIC, 3.3V üzemi fesz.
Z8S180 10, 20, 332 Clock SerialUART, DMA, I2C, SPI1 MB MMU, 2×DMA, 2×UART

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

Z80182

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.

Jegyzetek

  1. ↑ Ganssle, Jack (1992). "The Z80 Lives!". 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. (1992). The art of programming embedded systems. San Diego: Academic Press. 13. o. ISBN 978-0-12-274880-6.
  3. ↑ Stuart R. Ball. (2002). Embedded microprocessor systems real world design. Amsterdam: Newnes. 34. o. ISBN 978-0-7506-7534-5.
  4. ↑ "CPU Control Register". Z80182/Z8L182 Zilog Intelligent Peripheral Controller Product Specification. San Jose, California: Zilog. 1997. 3–48. o.

Fordítás

Források

További információk