Zilog Z180
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.
| Zilog Z180 | |
 | |
| Gyártó | Zilog |
| Előd | Zilog Z80 |
 A Wikimédia Commons tartalmaz Zilog Z180 témájú médiaállományokat. | |
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 processzornak feleljen meg.
A felépítés jellemzői szerkesztés
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 szerkesztés
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
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 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 szerkesztés
A processzorcsalád tagjai, főbb jellemzők szerkesztés
| 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
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
- ↑ 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)”
- ↑ Jack G. Ganssle.. The art of programming embedded systems. San Diego: Academic Press, 13. o. (1992). ISBN 978-0-12-274880-6
- ↑ Stuart R. Ball.. Embedded microprocessor systems real world design. Amsterdam: Newnes, 34. o. (2002). ISBN 978-0-7506-7534-5
- ↑ CPU Control Register, Z80182/Z8L182 Zilog Intelligent Peripheral Controller Product Specification. San Jose, California: Zilog, 3–48. o. (1997)
Fordítás szerkesztés
- 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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források szerkesztés
- Z80180 Microprocessor Unit Product Specification (pdf). Zilog, 2006. November. (Hozzáférés: 2009. július 15.)
- Z80S180/Z80L180 Product Specification (pdf). Zilog, 2000. (Hozzáférés: 2009. július 15.)
- Z8S180 SL1960 Product Specification (pdf). Zilog, 1998. (Hozzáférés: 2009. július 15.)
- Z8018x MPU Family User Manual (pdf). Zilog, 2003. (Hozzáférés: 2009. július 15.)
További információk szerkesztés
- Adatlapok (Z180, Z18x)
- Harston, J.G.: Z180 Opcode Map, 1997. szeptember 9. (Hozzáférés: 2009. július 15.)
- Harston, J.G.: Full HD64180/Z180 Opcode List, 1998. április 15. (Hozzáférés: 2009. július 15.)
