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 Datapoint 2200, 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.

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 čtyřbitové čipy.

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

Čip měl jednoduchou osmibitovou 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 volání a nemožnost uložit všechny registry při příchodu přerušení. +more Několik málo počítačů na něm bylo založeno, ale většina místo toho využila vylepšených vlastností Intel 8080.

Skupina obvodů okolo 8008 je označována 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. +more * 3500 tranzistorů. Technologie 10 μm. * 16 KiB adresovatelné paměti. * Původně navržený pro terminál Datapoint 2200.

Návrháři

Návrh instrukční sady a architektury: Victor Poor a Harry Pyle (CTC). * Hardwarová implementace: Intel: ** Jednočipovou implementaci CTC architektury navrhli Marcian „Ted“ Hoff, Stan Mazor a Larry Potter (hlavní vědecký pracovník IBM), pro registry použili paměť RAM místo posuvných registrů, přidali několik instrukcí a systém přerušení. +more Návrh čipu 8008 (původně nazývaného 1201) začal ještě před vývojem čipu 4004. Hoff a Mazor však nemohli vyvinout a ani nevyvinuli „křemíkový návrh“, protože nebyli ani návrháři čipů, ani návrháři procesu, a navíc ještě nebyla k dispozici potřebná metodika návrhu založená na křemíkových hradlech a obvodech, kterou pro 4004 vyvíjel Federico Faggin. ** Poté, co byl projekt pro nedostatek postupu asi na sedm měsíců pozastaven, se od ledna 1971 stal vedoucím projektu Federico Faggin, který jej v dubnu 1972 dokončil. ** Hal Feeney, inženýr projektu, vytvořil pod dohledem Faggina detailní logický návrh, obvodový návrh a fyzické rozvržení; při tom využil stejnou metodu návrhu , kterou Faggin původně vyvinul pro mikroprocesor Intel 4004, a využil základní obvody vyvinuté pro 4004. Na čipu bylo přibližně v polovině vzdálenosti mezi spojovacími ploškami D5 a D6 vyleptáno kombinované logo „HF“.

Architektura

Mikroarchitektura I8008

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. +more 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). Rychlost mikroprocesoru Intel 8008 vyjádřená v instrukcích za sekundu byla poněkud nižší (36 až 80 tisíc při 0,8 MHz) než čtyřbitových Intel 4004 a Intel 4040, ale díky tomu, že Intel 8008 zpracovával osmibitová data a mohl adresovat podstatně větší paměť, byl ve většině aplikací rychlejší. Intel 8008 obsahoval 3500 tranzistorů.

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.

Strojové instrukce

Intel 8008 měl interní zásobník o hloubce 7 úrovní. Ve skutečnosti byl zásobník implementován jako soubor 8 registrů o šířce 14 bitů. +more Aktuální programový čítač byl vždy jedním z nich. * Neexistovala žádná 16bitová aritmetika. Jediným párem registrů byl HL, který se (pod označením M) používal jako odkaz na paměť. * Doba trvání instrukce je uvedena v taktech hodin. Existovaly dvě verze 8008. 8008 s rychlostí do 500 kHz a 8008-1 s rychlostí do 800 kHz. Při taktu 500kHz trvala instrukce NOP 20μs a při taktu 800kHz pro 8008-1 trvala 12,5μs. * Na rozdíl od 8080 neexistoval žádný registr příznaků, proto není uvedena bitová pozice příznaků. * Adresní sběrnice byla široká 14bitů, takže bylo možné adresovat pouze 16kB RAM. * 8008 měla jen omezené možnosti přerušení. Neexistovaly instrukce pro zákaz a povolení přerušení, takže přerušení bylo stále povolené. Protože neexistovaly instrukce, které by dokázaly obsah registru uložit na zásobník nebo jej z něj načíst, bylo možné se na paměť odkazovat pouze prostřednictvím dvojice registrů HL, které bylo nutné upravit tak, aby do paměti ukládaly obsah jiných registrů. V rutině obsluhy přerušení nebylo možné uložit a poté obnovit obsah všech registrů, což činilo přerušení téměř nepoužitelným. Existovalo řešení k překonání tohoto problému; obsah registrů mohl uložen na externí port instrukcí OUT a z něj přečten pomocí instrukce IN.

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, a hodnota jsou 16bitové parametry podprogramu . +more 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 , která se snižuje o jedničku na konci smyčky, dokud nedosáhne hodnoty 0. Všimněte si, že většina instrukcí zabírá 8 bitů.

Odkazy

Reference

Související články

Intel 4004 * Intel 4040 * Intel 8080

Externí odkazy

[url=http://www. classiccmp. +moreorg/8008/8008UM. pdf]MCS-8 - Uživatelský manuál[/url] se specifikací 8008 (z roku 1972) * [url=https://web. archive. org/web/20080814215757/http://www. computerworld. com/action/article. do. command=printArticleBasic&articleId=9111341]Computer World[/url] PC historie: Pravý originál osobního počítače * [url=https://web. archive. org/web/20110720142146/http://home. germany. net/nils. eilers/8008/]Intel 8008 podpora[/url] neoficiální * [url=http://www. digibarn. com/stories/bill-pentz-story/index. html]DigiBarn Computer muzeum na Bill Pentz' Sacramento State machine a celý mikropočítač postavený na 8008[/url] * [url=http://petsd. net/8008. php]The Intel 8008 support page[/url] - obsahuje informace o strojových instrukcích Intel 8008.

Kategorie:8bitové mikroprocesory 8008