История - Микропроцессоры (продолжение).

<b>История</b> - Микропроцессоры (продолжение).

_

             Микропроцессоры
_

                (C) Mark Heretz, Byte'85
                (C) Viper'99

                        ...начало в No.7


            Всесильный 8080

  В  апреле 1974 года фирма Intel заста-
вила  нас  навсегда изменить сложившееся
представление  о вычислительных машинах.
Фирма объявила о создании микропроцессо-
ра  8080 - значительно более совершенно-
го,  чем  процессор 8008. Микропроцессор
8080 требовал всего шесть микросхем под-
держки, выполнял 75 команд, обладал вде-
сятеро  большей  пропускной способностью
по сравнению с 8008 и адресовал 64 кило-
байта  памяти (ни одна программа, думало
большинство  в  то  время, не может быть
такой большой!).
  Проект  микропроцессора 8080 был пред-
ложен  Фаджином,  но  группу  разработки
возглавлял  Масатоси Сима, молодой инже-
нер,  которого фирма Intel переманила из
фирмы Busycom. Учтя неудобства и ограни-
чения процессоров 4004 и 8008, разработ-
чики  нового микропроцессора постарались
настолько  усовершенствовать проект, что
новая микросхема стала действительно по-
лезным вычислительным элементом.
  Intel  8080 - первый микропроцессор,
целью  которого  не  была простая замена
логики. Этот микропроцессор больше похо-
дил  на  вычислительную машину, чем все,
что были до него, и с точки зрения аппа-
ратуры был гораздо проще в применении.
  В  январском  номере  журнала "Popular
Electronics" за 1975 год на первых стра-
ницах была помещена первая из серии ста-
тей, посвященных построению вычислитель-
ной  машины  Altair 8800, так называемой
мини-машины,  построенной на основе мик-
ропроцессора 8080. Вычислительная машина
Altair   была   разработана  фирмой  MIT
(Micro   Instrumentation  and  Telemetry
systems), которая была основана Эдом Ро-
бертсом  для поддержки и обеспечения его
экспериментов   в  области  электроники.
Весь набор для постройки Altair, включая
микропроцессор  8080, материнскую плату,
блок питания, лицевую панель со множест-
вом лампочек и 256 байтами (не 256 кило-
байтами) памяти продавался за 395 долла-
ров.
  Сначала  все подумали, что это опечат-
ка.   Микросхема,  содержащая  процессор
8080, представленная всего за девять ме-
сяцев  до  того, одна продавалась за 360
долларов.  Однако  цена  была  настоящая
фирма MIT вступила с фирмой Intel в сог-
лашение. Фирма MIT продала в первый день
больше  компьютеров,  чем надеялась про-
дать за всю жизнь этой разразботки.
  Вычислительная  машина  Altair сыграла
значительную  роль в том успехе, который
сопутствовал  микропроцессору  8080,  во
многом  благодаря тому, что теперь прог-
раммисты имели основания и хорошую отго-
ворку,  чтобы писать программное обеспе-
чение для микропроцессорного чипа. Кроме
того,  разработанная  для  машины Altair
архитектура  открытой  шины  (улучшенная
версия которой стала шиной S-100) позво-
лила  всем  начать разрабатывать перифе-
рийные устройства для этого компьютера.
  Одним  из таких периферийных устройств
был контроллер диска, разработанный фир-
мой  Digital Microsystems, который озна-
чал  начало  использования  операционной
системы  для микропроцессора 8080 и наз-
ванной  CP/M  (Controlling  Program  for
Microcomputers).   Операционная  система
CP/M,  детище  инструктора  Высшей школы
военно-морских  сил Гарри Килдалла, про-
давалась за 70 долларов и сыграла основ-
ную роль в успехе микропроцессора 8080 и
его архитектуры. В результате значитель-
ная  часть  используемого на сегодняшний
день  программного  обеспечения для мик-
роЭВМ  либо  работает  на  основе команд
процессора  8080,  либо  является прямым
развитием  какой-нибудь системы, которая
использовала этот набор команд.
  В  микропроцессоре 8080 впервые приме-
нена  n-МОП  технология  с  обогащением,
реализована десятичная и ДКД арифметика,
использовалась 16-разрядная адресная ши-
на.

          Семейство Motorola

  В  ответ на успех микропроцессора 8080
фирма Motorola начала работу над процес-
сором 6800, проект которого был разрабо-
тан  Чаком  Педдом. Motorola была первой
фирмой, которая представила серию микро-
схем для периферийных устройств, спроек-
тированных  специально для работы с дан-
ным  микропроцессором. Периферийные мик-
росхемы  включали  устройства для парал-
лельного (чип 6820) и  последовательного
(чип 6850) ввода-вывода  и  обеспечивали
включение функций ввода-вывода в систему
чрезвычайно  простым  для  разработчиков
систем образом.
  Разработчики были ориентированы на за-
мену  логики микропроцессорами, и требо-
вались миникомпьютеры и кросс-ассемблеры
для создания программного обеспечения, а
это  стоило недешево. К тому времени еще
никто  не написал ничего, что бы разъяс-
нило, как применять новые микропроцессо-
ры, всем тем, кто ничего не смыслил в их
внутренностях или не имел опыта работы с
вычислительными машинами.
  Фирма MOS Technology опубликовала рек-
ламное   объявление,  согласно  которому
фирма собиралась представить на выставке
WESCON  в сентябре того же года и там же
начать  продажу 20-долларового микропро-
цессора.  Микропроцессор фирмы, получив-
ший  наименование  6501,  был  полностью
совместим  по выводам с микросхемой про-
цессора  6800  фирмы Motorola - вы могли
выпаять  из  платы  микропроцессор 6800,
вставить  на  его место 6501, и он начал
бы работать. Правда, программное обеспе-
чение  все  равно  пришлось бы поменять,
поскольку существовали определенные раз-
личия  в  архитектуре процессоров и в их
наборах  команд.  Фирма  MOS  Technology
также  планировала выпуск версии микроп-
роцессора  со встроенной схемой тактиро-
вания, наличие которой на отдельной мик-
росхеме требовали все ранее выпускавшие-
ся  микропроцессоры.  Эта  версия должна
была  получить наименсование 6502 и сто-
ить 25 долларов.
  Все   производители   микропроцессоров
пришли в волнение. В то время процессоры
8080  фирмы  Intel и 6800 фирмы Motorola
продавались по розничной цене 179 долла-
ров за штуку.
  В  первый  день  ярмарки  коммерческий
представитель  фирмы  Intel  заявил, что
микропроцессоры НИКОГДА не будут дешевле
100  долларов.  Но уже в тот первый день
WESCON'а фирмы Intel и Motorola были вы-
нуждены  снизить цену на свои микросхемы
до 69 долларов 95 центов. Революция была
на  полном  ходу, электронная промышлен-
ность уже не могла повернуть назад.
  Микропроцессору  6501 была суждена ко-
роткая  жизнь.  Фирма Motorola возбудила
против MOS Technology дело, обвинив пос-
леднюю  в том, что Чак Педд украл техно-
логию  у  фирмы Motorola и что микропро-
цессор  6501 создан с нарушением авторс-
ких прав, поскольку был взаимозаменяемым
со  своим  аналогом Motorola 6800. Фирма
MOS  Technology  согласилась  прекратить
выпуск процессора 6501.
  Однако  многие  вычислительные машины,
построенные  на  основе  микропроцессора
6502, стали теперь легендой: собственная
разработка  фирмы  MOS Technology KIM-1,
машины Apple I и Apple II, различные мо-
дели  Atari, а также среди прочих машины
Commodore PET и VIC-20.

           Появление Z80

  В  конце 1975 года Федерико Фаджин по-
кинул  фирму  Intel  и основал фирму под
названием Zilog. В 1976 году фирма Zilog
объявила о создании микропроцессора Z80,
значительно улучшенного варианта микроп-
роцессора 8080, который включал весь на-
бор  команд  последнего и соответственно
позволял  работать матобеспечению, напи-
санному  для микропроцессора 8080. Фирма
объявила также, что имеются микропроцес-
соры,  которые работают на тактовой час-
тоте  4  MHz, то есть вдвое большей, чем
процессор 8080. Кроме того, микропроцес-
сор  Z80 выполнял множество дополнитель-
ных  команд - общее  количество команд
равнялось  176. Это было слишком хорошо,
чтобы казаться правдой, и микропроцессор
Z80  был  принят  с тем же скептицизмом,
что и 6502 до этого. Однако микропроцес-
сор Z80 был реальностью, и действительно
имелись  партии процессоров, которые ра-
ботали на частоте 4 MHz.
  Несколько  плат для набора Z80 с шиной
S-100  появились  на  рынке тут же после
разработки микропроцессора, и всем сразу
понадобились  эти  платы.  Тем не менее,
несмотря  на  то, что микропроцессор Z80
был  значительно  мощнее процессора 8080
в  смысле  набора команд, поначалу очень
немногие  отважились  писать программы с
учетом преимуществ дополнительных команд
Z80.  Причина здесь простая: большинство
машин, работавших в то время были созда-
ны на основе микропроцессора 8080, и ес-
ли вы стали бы писать программы, которые
могут работать только на микропроцессоре
Z80,  то  ваш  рынок оказался бы слишком
маленьким.
  Тем  не  менее  разработчики  не стали
применять  микропроцессор  8080  в новых
системах. Микросхема, содержащая процес-
сор  Z80, была несравнимо более легкой в
использовании, для нее требовалось толь-
ко  одно  напряжение питания, и при этом
не  нужны  микросхемы  поддержки. И этот
микропроцессор  работал гораздо быстрее,
даже  без  использования  дополнительных
команд.
  Вместе  с  микропроцессором Z80 пришел
еще один новый принцип микрокомпьютерных
схем: встроенная схема регенерации дина-
мическсой  памяти RAM. Динамические уст-
ройства  памяти  типа  RAM всегда стоили
примерно  вчетверо  дешевле своих стати-
ческих конкурентов в расчете на 1 бит, и
это делало их очень привлекательными для
использования.  Однако  из-за  того, что
приходится  постоянно регенерировать та-
кую память (иначе она забывает свои дан-
ные),  ее использование было чрезвычайно
сложным делом. Наличие в микропроцессоре
Z80 схемы регенерации динамической памя-
ти  было  очень  большим  шагом вперед и
позволяло  строить системы, которые были
гораздо  дешевле  предыдущих. Такие мик-
роЭВМ,  как  TRS-80  фирмы  Radio Shack,
разработанная Стивом Ленингером, исполь-
зовали именно это преимущество процессо-
ра.

Другие статьи номера: