| INTEL i80286 |
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Letztmalig dran rumgefummelt: 19.07.15 19:18:19 |
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Implementiert in ein
40-poliges DIL-Gehäuse präsentiert sich die Z80-CPU mit einem 8 Bit
breitem Daten-BUS als Aritmetic-Logical
Unit mit 158 Basisbefehlen (insgesamt 796 Befehle) mit 3
leitungsfähigen Interruptmodi und
einem linear adressierbarem Speichervolumen
von 64 KByte (das entspricht 65536 Adressen). Die CPU verfügt über nur
eine 5 Volt-Versorgungsspannung, einen Einphasentakt sowie einen
automatischen Refresh für den Anschluss dynamischer RAMs. Alle Ausgänge
sind TTL-kompatibel und können eine Standardlast treiben. Abgerundet wird das Leistungsspektrum dieses Prozessorsystem durch standardmäßig 4 funktional sehr unterschiedliche Peripheriebausteine - PIO, CTC, SIO sowie DMA. In den achtziger Jahren kam noch eine SCC hinzu. Anfang 1992 wurde die Prozessorfamilie in CMOS-Technologie implementiert sowie in der Taktfrequenz auf 10 MHz hoch gesetzt. Durch das Baukastenprinzip ist dieses Prozessorsystem äußerst flexibel und in der Kleinserie sowie Erprobungsbetrieb nach wie vor im Einsatz. Bis heute wird eine Komplettversion ohne DMA-Controller als Einchiprechner, dann natürlich mit festen Peripherieadressen, gefertigt und eingesetzt. |
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0. Die Herkunft der i80286-CPU 1. i80286 - die Architektur 2. Z80 CPU 3. Z80 PIO 4. Z80 SIO 5. Z80 CTC 6. Z80 DMA 7. Z80 KIO 9. Z80-System sowie Peripherie - Block- und Pinbeschaltung 10. Verwandte Themen 11. Links und Rechts ;-) |
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Warum fiel die Wahl für die Unterrichtsarbeit ausgerechnet auf den Z80 bzw. sein System? Dieser Prozessor sowie sein System vereinigt eine Reihe positiver Merkmale für den Rechentechnik-Einsteiger:
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| 0. Die Geschichte der i90286 CPU |
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Intel galt schon Anfang der
siebziger Jahre als der führende Mikroprozessor Hersteller. Die Firma hatte
ihn zwar nicht erfunden aber mit dem Intel 4004 im Jahre 1970 den ersten
Mikroprozessor auf den Markt gebracht. (Siehe Geschichte der Intel
Prozessoren und PC-Timeline). Dem folgte schon 1972 der Intel 8008, ein
Prozessor, der auf dem 4004 aufbaute und im Prinzip ein von 4 auf 8 Bit
adaptiertes Design des 4004 war, ohne jedoch neue Möglichkeiten einzuführen.
(Analog wurde später das 8080 Design auf 16 Bit adaptiert und als 8086
präsentiert.) Verbunden mit dem Z80 ist ein Name: Fedderico Faggin. Federico Faggin arbeitete in der italienischen Niederlassung von Fairchild. Im Februar 1968 reiste er in die USA ein und entwickelte bei Fairchild den MOS Herstellungsprozess. Kurz danach wurde Intel gegründet und Faggin musste mit ansehen wie viele seiner Kollegen zu Intel abwanderten. Intel erkannte besser als Fairchild die Möglichkeiten des MOS Prozesses und setzte ihn in Produkte um. Faggin konnte jedoch nicht wechseln, da es ihm als nicht US Bürger verboten war während seines ersten Jahres den Arbeitsplatz zu wechseln. Im April 1969 bekam Intel den Auftrag für die Entwicklung der Logik für eine Rechenmaschine von der japanischen Marke Busicomm. Ted Hoff entwickelte im Juli/August 1969 das Design, doch dann musste er sich anderen Projekten zuwenden. Im April 1970 wechselte Faggin, der genug vom Ausbluten der Halbleiterfertigung bei Fairchild hatte zu Intel. Was er dort machen sollte wurde ihm nur angedeutet. Es ginge um 4 Chips die zu entwickeln seien. An seinem ersten Arbeitstag stellte er fest dass am nächsten Tag ein Kontrollbesuch aus Japan anstand und seit August nichts gemacht wurde. Faggin war in einer schlechten Position. Er war zwar der Leiter der Entwicklung für die 4 Chips - doch es gab keine Untergebenen und das Projekt war 5 Monate hinter dem Zeitplan hinterher. Er kalkulierte dass es 9 Monate dauern würde anstatt 7 und die Chips so 7 Monate zu spät fertig werden würden. Erstaunlicherweise blieb Busicomm bei dem Projekt und Shima unterstützte Faggin bei dem Projekt. Er schaffte es in einer 70-80 Stunden Woche den Chip in 6 Monaten bis zum Oktober 1970 fertig zustellen. Es war der Intel 4004, der erste Mikroprozessor. Federico Faggin war danach führender Ingenieur für die Prozessorentwicklung bei Intel. Doch Intel sah nicht das Potenzial der Prozessoren. Faggin käpfte 9 Monate um einen 8 Bit Prozessor entwickeln zu können, der dem 8008 nachfolgen sollte. Der 8008 war von einem anderen Intel Team ebenfalls im Kundenauftrag als ein Terminalkontroller entwickelt worden. Der neue Prozessor sollte erheblich leistungsfähiger sein. Zum einen durch eine neue Technologie, die NMOS Technik die bei ihm zum ersten mal eingesetzt wurde, zum anderen durch mehr Anschlüsse und einen besseren Befehlssatz. Ziel war eine Leistungssteigerung um den Faktor 10. Er schaffte dies auch und in 15 Monatiger Arbeit entstand so der 8080 Prozessor. Er erschient 1974 und war in dem ersten "PC" dem Altair 8800 verwendet worden. Der 8080 war für seine Zeit sehr fortschrittlich. Ein Vergleich zu dem wenige Monate später erschienen Motorola 6800 zeigt dies. Er enthielt sehr viele Register, von denen 6 Register je zu zweit zu einem 16 Bit Register zusammen gefasst werden. Mit diesen Registern konnten 16 Bit Werte addiert und subtrahiert werden. Das HL Register (zusammengesetzt aus dem 8 Bit H und L Registern konnte man zur indirekten Adressierung nutzen, sozusagen als Pointer. Heute würde man den 8080 sicher als eine typische CISC CPU bezeichnen, das heißt eine mit einem komplexen Satz an Instruktionen und spezialisierten Registern. Dies war sicher auch ein Grund warum der 8080 als Chip bei den ersten Heimcomputern so beliebt war. Er hatte aber auch Nachteile: Zum einen erforderte er 3 Versorgungsspannungen, der Zugriff auf Peripherie Bausteine war umständlich und der Chip brauchte einen externen Taktgenerator und einen Refreshcontroller wenn er mit den neuen dynamischen RAMs betrieben wurde. |
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| i80286 - die Architektur |
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Sie waren der sehr erfolgreiche Versuch, ganze Rechnergrundplatinen mit faktisch unverändert in großer Stückzahl gefertigten Basiseigenschften ökonomisch sowie auch servicefreundlich herzustellen. Sogar für ein variables Adress-Konzept gab es Lösungen: anfangs Drahtwickelbrücken, später Jumper und/oder Microschalter. |
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| 2. Z80 CPU |
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Eine auch heute noch faszinierende CPU, welche in den östlichen Bundesländern lange Zeit das Rennen gemacht hatte (vor allem wurden ihre äußerst leistungsfähigen 16-Bit-Nachfolger mehr beachtet). Sie lebt nicht nur ein eigenes Überleben, sondern feiert auch noch eine Wiederkehr in der gesamten ZILOG- Micro-Controller-Strecke. |
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| 3. Z80 PIO |
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Der parallele Ausgabebaustein des Z80-Systems war in seinen Eigenschaften so perfekt, dass in den Folgegenerationen (Z8001 bzw. Z8002) auf die Entwicklung eines zugehörigen Äquivalenzchip für die parallele Datenein- und -ausgabe verzichtet wurde und statt dessen der Z80-PIO auch in die Folgegeneration übernommen wurde. |
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| 4. Z80 SIO |
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| 5. Z80 CTC |
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| 6. Z80 DMA |
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| 7. Z80 KIO |
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| 9. Z80-System und Peripherie - Block- und Pinbeschaltung |
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| 10. Verwandte Themen |
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Was ist alles mit dem Betriebssystem eines Microcomputers verwandt? Antwort: faktisch der gesamte Bereich der Digitalelektronik und sowieso die gesamte Technik der Software-Technologie der Vergangenheit, Gegenwart sowie zumindest der nächsten Zukunft. | |||||||||||||||
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| 11. Links & Rechts ;-) |
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Was soll's - der Z80 lebt! Und 2012 auf Glas implementiert - das alles auf der aktuell gehaltenen Seite von Thomas Scherrer. Aber auch andere Institutionen veröffentlichen marginal, dass der Z80 nahezu unverändert bei ihnen Einsatz findet - z. B. die NASA! | |||
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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha | © Frank Rost am 19. Juli 2015 um 19.19 Uhr |
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... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist |
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Diese Seite wurde ohne Zusatz irgendwelcher Konversationsstoffe erstellt ;-) |
