Intel 8008

Intel 8008 je první osmibitový mikroprocesor firmy Intel. Byl navržen 1. dubna 1972 v 18-pinovém DIP provedení. Pod původním kódovým označením 1201 byl původně vyvinut na zakázku firmou Computer Terminal Corporation do jejího programovatelného terminálu, ale čip byl dodán pozdě a nesplnil výkonnostní cíle, a proto nebyl k tomuto účelu použit. Díky tomu došlo k dohodě mezi CTC a Intelem, že obvod bude uveden na trh pro ostatní zákazníky.

Intel 8008
Specifikace
Uvedení1. dubna 1972
Výrobní proces10 μm
Počet jader1
Frekvence500/800 kHz
Paměť programu4 KiB
Patice18 pinů

Původní verze 8008 běžely na 0,5 MHz, později se taktovací frekvence zvýšila na 0,8 MHz. 8008 byl o trochu pomalejší než Intel 4004 a Intel 4040 co do vykonaných instrukcí za sekundu, ale tím, že 8008 zpracovával 8 bitů najednou, mohl přistupovat k mnohem většímu množství paměti RAM z něj dělaly CPU 3–4 × rychlejší než výše zmíněné 4bitové čipy.

Instrukční sada Intel 8008 a následných procesorů architektury CISC byly výrazně ovlivněny návrhem stran společnosti CTC.

Čip měl jednoduchou 8bitovou sběrnici a vyžadoval poměrně mnoho podpůrných obvodů. Intel 8008 mohl přistupovat k 8 vstupním a 24 výstupním portům.

Pro využití jako monitorový terminál a obecný řadič byl návrh Intel 8008 přijatelný, ale pro jiné úkoly bylo jeho použití nepraktické. Jeho hlavními nedostatky je omezená hloubka zásobníku a nemožnost uložit všechny registry při příchodu přerušení. Několik málo počítačů na něm bylo založeno, ale většina místo toho využila vylepšených vlastností Intel 8080.

Skupina procesorů okolo 8008 je též někdy nazývána pod označením MCS-8.

Procesor Intel 8008 navrhli: Victor Pooh, Harry Pyle, Marcian Hoff, Stan Mazor, Frederico Faggin a Hal Feeney.

  • 0,05 MIPS.
  • Rozšířená načítací PMOS logika.
  • 3500 tranzistorů. Technologie 10 μm.
  • 16 KiB adresovatelné paměti.
  • Původně navržený pro terminál Datapoint 2200

Návrháři
  • CTC (Instrukční sada a architektura): Victor Poor a Harry Pyle.
  • Intel (Implementation in silicon):
    • Marcian "Ted" Hoff, Stan Mazor a Larry Potter (IBM hlavní vědci z IBM) navrhovali jednočipovou implementaci CTC architektury, použili radši RAM paměť pro registry než posuvný ("shift") registr paměti a také přidali pár instrukcí a přerušení zařízení
    • Federico Faggin se stal vedoucím projektu od ledna 1971, potom co byl suspendován kvůli problému s pokrokem projektu, asi na 7 měsíců, až do dokončení projektu v dubnu 1972
    • Hal Feeney inženýr projektu udělal detailní logický návrh, obvodový návrh a fyzický rozvržení pod dohleden Faggina, využil stejnou metodu návrhu jako použil Faggin (originál) u Intel 4004 mikročipu a využil obvodů 4004. Poznámka: jeho kombinovaná HF logo je na čipu asi v polovině cesty mezi kontaktními plochami D5 a D6.

Architektura
Mikroarchitektura I8008
Registry mikroprocesoru Intel 8008
13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 (číslo bitu)
Hlavní registry
  A Akumulátor
  B B registr
  C C registr
  D D registr
  E E registr
  H H registr (pro nepřímé adresování)
  L L registr (pro nepřímé adresování)
Programový čítač
PC Program Counter
Zásobník návratových adres
AS Úroveň volání 1
AS Úroveň volání 2
AS Úroveň volání 3
AS Úroveň volání 4
AS Úroveň volání 5
AS Úroveň volání 6
AS Úroveň volání 7
Stavový registr
  C P Z S Příznaky

Intel 8008 byl vyráběn technologií PMOS 10 μm; první verze měly kmitočet hodin do 0,5 MHz, pozdější (8008-1) do 0,8 MHz. Instrukce trvaly 5 až 11 T-stavů a jeden T-stav byly 2 periody hodin.[1] Přenos dat mezi registry a aritmeticko-logické operace trvaly 5T (20 μs při 0.5 MHz), přenosy mezi registry a pamětí 8T (32 μs), volání podprogramů a skoky trvaly 11T (44 μs).[2] Rychlost mikroprocesoru Intel 8008 vyjádřená v instrukcích za sekundu byla poněkud nižší (36 až 80 tisíc při 0,8 MHz) než 4bitových Intel 4004 a Intel 4040,[3], ale díky tomu, že Intel 8008 zpracovával 8bitová data a mohl adresovat podstatně větší paměť, byl ve většině aplikací rychlejší. Intel 8008 obsahoval 3500 tranzistorů.[4][5][6]

Intel 8008 měl šířku adresní sběrnice 14 bitů, což dovolovalo adresovat 16 KB paměti. Obsahoval 7 osmibitových univerzálních registrů (včetně akumulátoru), 14bitový programový čítač a sedmiúrovňový zásobník 14bitových návratových adres.

Ukázka kódu

Následující zdrojový kód v jazyce symbolických adres Intel 8008 je procedura MEMCPY pro kopírování bloku dat zadané délky z jednoho místa v paměti na jiné.

                    ; MEMCPY --
                    ; Zkopíruje blok paměti z jednoho místa na jiné.
                    ;
                    ; Vstupní parametry
                    ;       SRC: 14bitová adresa začátku zdrojového bloku
                    ;       DST: 14bitová adresa začátku cílového bloku
                    ;       CNT: 14bitová délka bloku v bytech
 
                                ORG     1700Q       ;Data na adrese 001700q
001700 000 SRC DFB 0 ;SRC, nižší byte
001701 000 DFB 0 ; vyšší byte
001702 000 DST DFB 0 ;DST, nižší byte
001703 000 DFB 0 ; vyšší byte
001704 000 CNT DFB 0 ;CNT, nižší byte
001705 000 DFB 0 ; vyšší byte

                                ORG     2000Q       ;Kód na adrese 002000q
002000 066 304 MEMCPY LLI CNT+0 ;HL = addr(CNT)
002002 056 003 LHI CNT+1
002004 327 LCM ;BC = CNT
002005 060 INL
002006 317 LBM
002007 302 LOOP LAC ;Jestliže BC = 0,
002010 261 ORB
002011 053 RTZ ;Návrat
002012 302 DECCNT LAC ;BC = BC-1
002013 024 001 SUI 1
002015 320 LCA
002016 301 LAB
002017 034 000 SBI 0
002021 310 LBA
002022 066 300 GETSRC LLI SRC+0 ;HL = addr(SRC)
002024 056 003 LHI SRC+1
002026 347 LEM ;DE = SRC
002027 060 INL
002030 337 LDM
002031 302 LAC ;HL = DE+BC
002032 206 ADE
002033 360 LLA
002034 301 LAB
002035 215 ACD
002036 350 LHA
002037 307 LAM ;Načti A z adresy (HL)
002040 066 302 GETDST LLI DST+0 ;HL = addr(DST)
002042 056 003 LHI DST+1
002044 347 LEM ;DE = DST
002045 060 INL
002046 337 LDM
002047 364 LLE ;HL = DE
002050 353 LHD
002051 330 LDA ;D = A
002052 302 LAC ;HL = HL+BC
002053 206 ADL
002054 360 LLA
002055 301 LAB
002056 215 ACH
002057 350 LHA
002060 373 LMD ;Ulož D na adresu (HL)
002061 104 007 004 JMP LOOP ;Opakovat
002064 END

Všechny hodnoty v kódu jsou v osmičkové soustavě. Lokace SRC, DST, a hodnota CNT jsou 16bitové parametry podprogramu MEMCPY. Ve skutečnosti se používá pouze 14 bitů, protože procesor má velikost adresy 14 bitů. Hodnoty jsou uloženy ve formátu little endian, ale protože procesor není schopen na rozdíl od Intel 8080 číst nebo zapisovat více než 1 byte v jedné instrukci, jedná se o arbitrární volbu. Protože neexistuje instrukce pro načtení registru přímo ze zadané adresy, musí se adresa nejdříve načíst do dvojice registrů HL, která se použije pro nepřímé adresování paměti jako pseudoregistr M. Do dvojice registrů BC je načtena hodnota parametru CNT, která se snižuje o jedničku na konci smyčky, dokud nedosáhne hodnoty 0. Všimněte si, že většina instrukcí zabírá 8 bitů.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Intel 8008 na anglické Wikipedii.

  1. MCS-8 Micro Computer Set Users Manual [PDF]. Intel Corporation, 1972. Dostupné online.
  2. Intel 8008 Opcodes [online]. [cit. 2010-12-04]. Dostupné online.
  3. Intel 8008 (i8008) microprocessor family [online]. CPU World, 2003–2010 [cit. 2010-12-04]. Dostupné online.
  4. Archivovaná kopie. www.intel.com [online]. [cit. 28-06-2009]. Dostupné v archivu pořízeném dne 04-09-2009.
  5. Intel. "Intel Chips: timeline poster". 2012.
  6. Intel. "Microprocessor Quick Reference Guide". 2008.

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.