Intel 8008 - Intel 8008

Intel 8008
KL Intel C8008-1.jpg
Varianta procesoru Intel C8008-1 s fialovou keramikou, zlatým kovovým víkem a zlatými kolíky.
Obecná informace
Spuštěnov polovině roku 1972
Přerušeno1983[1]
Společný výrobce
  • Intel
Výkon
Max. procesor rychlost hodin200 kHz až 800 kHz
Šířka dat8 bitů
Šířka adresy14 bitů
Architektura a klasifikace
aplikacePočítačové terminály, kalkulačky, stáčecí stroje, 70. léta MOŘE průmyslové roboty[2] (IRB 6), jednoduché počítače, atd.
Min. velikost funkce10 um
Sada instrukcí8008
Fyzické specifikace
Tranzistory
  • 3,500
Balení
  • 18kolíkový DIP
Zásuvka (y)
Dějiny
NástupceIntel 8080

The Intel 8008 ("osm tisíc osm„nebo“osmdesát-osm") je časně orientovaný na bajty mikroprocesor navrhl a vyrobil Intel a představen v dubnu 1972. Jedná se o 8bitový procesor s externí 14bitovou adresovou sběrnicí, který dokáže adresovat 16 kB paměti. Původně známý jako 1201, čip byl uveden do provozu Computer Terminal Corporation (CTC) implementovat instrukční sadu jejich designu pro jejich Datový bod 2200 programovatelný terminál. Vzhledem k tomu, že se čip zpozdil a nesplňoval výkonnostní cíle CTC, 2200 skončilo používáním vlastního CTC TTL místo toho CPU na bázi. Dohoda umožňovala společnosti Intel prodávat čip dalším zákazníkům poté Seiko vyjádřil zájem o jeho použití pro a kalkulačka.

Dějiny

CTC vytvořený v San Antonio v roce 1968 pod vedením Austina O. „Guse“ Rocheho a Phila Raye NASA inženýři. Zejména společnost Roche se primárně zajímala o výrobu stolního počítače. Vzhledem k nezralosti trhu však obchodní plán společnosti zmínil pouze a Teletype Model 33 Náhrada ASR, která byla dodána jako Datový bod 3300. Případ byl záměrně navržen tak, aby se vešel do stejného prostoru jako IBM Selectric psací stroj a použil video obrazovku ve tvaru, aby měl stejný poměr stran jako IBM děrný štítek.[3] Ačkoli byla komerčně úspěšná, měla 3300 přetrvávající problémy s teplem kvůli množství obvodů zabalených do tak malého prostoru.

Za účelem řešení problémů s ohřevem a dalších problémů byl zahájen re-design, který obsahoval část CPU vnitřních obvodů znovu implementovanou na jednom čipu. Při pohledu na společnost, která je schopna vyrobit svůj design čipů, se Roche obrátil na Intel, který byl v první řadě prodejcem paměťových čipů.[3] Roche se setkal s Bob Noyce, kteří vyjádřili znepokojení nad konceptem; John Frassanito připomíná, že „Noyce řekl, že to byl zajímavý nápad a že to Intel dokáže, ale byl by to hloupý krok. Řekl, že pokud máte počítačový čip, můžete prodat pouze jeden čip na každý počítač, zatímco s pamětí můžete může prodat stovky čipů na počítač. “[3] Další velkou obavou bylo, že stávající zákaznická základna společnosti Intel zakoupila jejich paměťové čipy pro použití s ​​jejich vlastními návrhy procesorů; kdyby Intel představil svůj vlastní procesor, mohl by být považován za konkurenta a jejich zákazníci by mohli hledat jinde paměť. Noyce nicméně počátkem roku 1970 souhlasil se smlouvou o vývoji ve výši 50 000 USD. Texas Instruments (TI) byl rovněž předložen jako druhý dodavatel.

TI dokázal vyrobit vzorky 1201 na základě výkresů Intel,[Citace je zapotřebí ] ale ukázalo se, že jsou buggy a byly odmítnuty. Vlastní verze Intelu se zpozdily. CTC se rozhodla znovu implementovat novou verzi terminálu pomocí diskrétních TTL místo čekání na jednočipový procesor. Nový systém byl vydán jako Datový bod 2200 na jaře 1970, s jejich prvním prodejem do General Mills 25. května 1970.[3] CTC pozastavil vývoj modelu 1201 po vydání modelu 2200, protože již nebyl potřebný. O šest měsíců později Seiko oslovila společnost Intel a vyjádřila zájem o použití modelu 1201 ve vědecké kalkulačce, pravděpodobně poté, co uvidí úspěch jednoduššího Intel 4004 používá Busicom ve svých obchodních kalkulačkách. Následoval malý re-design pod vedením Federico Faggin, designér modelu 4004, nyní vedoucí projektu 1201, rozšiřující se ze 16kolíkového na 18kolíkový design a nový 1201 byl dodán CTC koncem roku 1971.[3]

Do té doby se CTC opět posunula dál, tentokrát k Datový bod 2200 II, který byl rychlejší. Model 1201 již nebyl pro nový model dostatečně výkonný. CTC hlasovalo pro ukončení jejich spolupráce s 1201, přičemž místo zaplacení kontraktu ve výši 50 000 USD ponechalo duševní vlastnictví designu společnosti Intel. Intel jej přejmenoval na 8008 a v dubnu 1972 jej zařadil do svého katalogu za cenu 120 $. Počáteční obavy Intelu z toho, že je stávající zákaznická základna opustila, se ukázaly jako neopodstatněné a model 8008 se stal komerčně úspěšným designem. Poté následovalo Intel 8080, a pak velmi úspěšný Intel x86 rodina.[3]

Jedním z prvních týmů, které vybudovaly kompletní systém kolem 8008, byl tým Billa Pentze Kalifornská státní univerzita v Sacramentu. The Stát Sac 8008 byl možná první opravdový mikropočítač s integrovaným diskovým operačním systémem Základní jazyk sestavení IBM v PROM, vše s barevným displejem, pevným diskem, klávesnicí, modemem, čtečkou audio / papírové pásky a tiskárnou.[4] Projekt byl zahájen na jaře roku 1972 as klíčovou pomocí Tektronix systém byl plně funkční o rok později. Bill pomáhal společnosti Intel s MCS-8 kit a za předpokladu, klíč vstup do Intel 8080 instruktážní sada, která pomohla učinit to užitečným pro průmysl a fandy.

Ve Velké Británii tým společnosti S. E. Laboratories Engineering (EMI) vedený Tomem Spinkem v roce 1972 postavil mikropočítač založený na vzorku 8008 před vydáním. Joe Hardman rozšířil čip o externí zásobník. To mimo jiné umožnilo ukládání a zotavení při výpadku napájení. Joe také vyvinul přímou sítotiskárnu. Operační systém byl napsán pomocí meta-assembleru vyvinutého L. Crawfordem a J. Parnellem pro a Digital Equipment Corporation PDP-11.[5] Operační systém byl vypálen do PROM. Byl založen na přerušení, zařazen do fronty a založen na pevné velikosti stránky pro programy a data. Pro management byl připraven funkční prototyp, který se rozhodl nepokračovat v projektu.

Model 8008 byl procesorem pro první komerční nekalkulačku osobní počítače (kromě samotného Datapoint 2200): USA SCELBI stavebnice a předpřipravená francouzština Micral N a kanadské MCM / 70. Byl to také řídící mikroprocesor pro prvních několik modelů Hewlett-Packard's 2640 rodina počítačových terminálů.

Intel nabídl simulátor instrukční sady pro 8008 s názvem INTERP / 8. Bylo to napsáno FORTRAN.

Design

mikroarchitektura i8008
Intel 8008 registry
1312111009080706050403020100(bitová pozice)
Hlavní registry
 AAkumulátor
 BB Registrovat
 CC Registrovat
 DD Registrovat
 EE Registrovat
 HH Registrovat (nepřímý)
 LL Registrovat (nepřímý)
Počítadlo programu
PCProgram Counter
Zásobník volání adres dolů
TAK JAKOÚroveň volání 1
TAK JAKOÚroveň volání 2
TAK JAKOÚroveň volání 3
TAK JAKOÚroveň volání 4
TAK JAKOÚroveň volání 5
TAK JAKOÚroveň volání 6
TAK JAKOÚroveň volání 7
Stavový registr
 CPZSVlajky

8008 byl implementován v 10μm režim vylepšení křemíkové brány Logika PMOS. Počáteční verze mohly fungovat na taktovacích frekvencích až 0,5 MHz. To bylo později zvýšeno v 8008-1 na stanovené maximum 0,8 MHz. Pokyny trvaly mezi 5 a 11 T-stavy, kde každý T-stav byl 2 hodinové cykly.[6]Registrace –zatížení registru a operace ALU trvaly 5T (20 μs při 0,5 MHz), registr – paměť 8T (32 μs), zatímco volání a skoky (pokud byly přijaty) trvaly 11 T-stavů (44 μs).[7]Model 8008 byl o něco pomalejší pokyny za sekundu (36 000 až 80 000 při 0,8 MHz) než 4bitové Intel 4004 a Intel 4040.[8] Skutečnost, že 8008 zpracovávala data 8 bitů najednou a mohla přistupovat k výrazně většímu množství paměti RAM, mu ve většině aplikací stále poskytovala významnou rychlostní výhodu. 8008 měl 3 500 tranzistory.[9][10][11]

Čip (omezen 18kolíkovým DIP balení ) měl jednu 8bitovou sběrnici a vyžadoval značné množství logiky externí podpory. Například 14bitová adresa, která mohla přistupovat k „16 K × 8 bitům paměti“, musela být nějakou z této logiky zajištěna západkou do registru adres externí paměti (MAR). Model 8008 mohl přistupovat k 8 vstupním portům a 24 výstupním portům.[6]

Pro správce a CRT terminál použití, toto byl přijatelný design, ale bylo to poněkud těžkopádné použít pro většinu ostatních úkolů, alespoň ve srovnání s příští generací mikroprocesorů. Bylo na něm založeno několik počátečních návrhů počítačů, ale většina by použila pozdější a výrazně vylepšená Intel 8080 namísto.[Citace je zapotřebí ]

Související návrhy procesorů

Následných 40 kolíků NMOS Intel 8080 rozšířena o 8008 registrů a instrukční sadu a implementována efektivnější rozhraní externí sběrnice (pomocí 22 dalších pinů). Navzdory úzkému architektonickému vztahu nebyla 8080 provedena jako binární kompatibilní s 8008, takže program 8008 by na 8080 neběžel. Jelikož však Intel v té době používal dvě různé syntaxe sestavy, mohl být 8080 použit v 8008 zpětně kompatibilní móda s montážním jazykem.[12]

The Intel 8085 byla elektricky modernizovaná verze 8080, která používala režim vyčerpání tranzistory a také přidal dva nové pokyny.[13]

The Intel 8086, původní procesor x86, byl přísným rozšířením 8080, takže volně připomínal také původní design Datapoint 2200. Téměř každá instrukce Datapoint 2200 a 8008 má ekvivalent nejen v sadě instrukcí 8080, 8085 a Z80, ale také v instrukční sadě moderních x86 procesory (i když se kódování instrukcí liší).[14]

Funkce

Architektura 8008 obsahuje následující funkce:[Citace je zapotřebí ]

  • Sedm 8bitových registrů „zápisníku“: Hlavní akumulátor (A) a šest dalších registrů (B, C, D, E, H a L).
  • 14bitové počítadlo programů (PC).
  • Sedmiúrovňová push-down adresa zásobník volání. Ve skutečnosti se používá osm registrů, přičemž nejvyšší registr je počítač.
  • Čtyři stavové příznaky stavového kódu: carry (C), sudá parita (P), nula (Z) a znaménko (S).
  • Nepřímý přístup do paměti pomocí registrů H a L (HL) jako 14bitového datového ukazatele (horní dva bity jsou ignorovány).

Příklad kódu

Následující 8008 shromáždění zdrojový kód je pro podprogram s názvem MEMCPY který kopíruje blok datových bytů dané velikosti z jednoho místa do druhého.

                                                                                                                                                                           001700  000        001701  000        001702  000        001703  000        001704  000        001705  000                                              002000  066 304    002002  056 003    002004  327        002005  060        002006  317        002007  302        002010  261        002011  053        002012  302        002013  024 001    002015  320        002016  301        002017  034 000    002021  310        002022  066 300    002024  056 003    002026  347        002027  060        002030  337        002031  302        002032  206        002033  360        002034  301        002035  215        002036  350        002037  307        002040  066 302    002042  056 003    002044  347        002045  060        002046  337        002047  364        002050  353        002051  330        002052  302        002053  206        002054  360        002055  301        002056  215        002057  350        002060  373        002061  104 007 004002064             
; MEMCPY -; Zkopírujte blok paměti z jednoho místa na druhé.;; Vstupní parametry; SRC: 14bitová adresa bloku zdrojových dat; DST: 14bitová adresa cílového datového bloku; CNT: 14bitový počet bytů ke kopírování             ORG 1700Q       ; Data na 001700qSRC         DFB     0           ; SRC, nízký bajt            DFB     0           ; vysoký bajtDST         DFB     0           ; DST, nízký bajt            DFB     0           ; vysoký bajtCNT         DFB     0           ; CNT, nízký bajt            DFB     0           ; vysoký bajt             ORG 2000Q       ; Kód na 002000qMEMCPY      LLI     CNT+0       ; HL = adresa (CNT)            LHI     CNT+1            LCM                 ; BC = CNT            INL            LBMSMYČKA        LAC                 ; Pokud BC = 0,            KOULE            RTZ                 ;Vrátit seDECCNT      LAC                 ; BC = BC - 1            SUI     1            LCA            LABORATOŘ            SBI     0            LBAGETSRC      LLI     SRC+0       ; HL = addr (SRC)            LHI     SRC+1            LEM                 ; DE = SRC            INL            LDM            LAC                 ; HL = DE + BC            ADE            LLA            LABORATOŘ            ACD            LHA            LAM                 ; Načíst A z (HL)ZÍSKAT      LLI     DST+0       ; HL = addr (DST)            LHI     DST+1            LEM                 ; DE = DST            INL            LDM            LLE                 ; HL = DE            LHD            LDA                 ; D = A            LAC                 ; HL = HL + BC            ADL            LLA            LABORATOŘ            ACH            LHA            LMD                 ; Uložit D do (HL)            JMP     SMYČKA        ; Opakujte smyčku            KONEC

Ve výše uvedeném kódu jsou všechny hodnoty uvedeny v osmičkovém formátu. Místa SRC, DST, a CNT jsou 16bitové parametry pojmenovaného podprogramu MEMCPY. Ve skutečnosti se používá pouze 14 bitů hodnot, protože CPU má pouze 14bitový adresovatelný paměťový prostor. Hodnoty jsou uloženy v malý Endian formát, i když se jedná o libovolnou volbu, protože CPU není schopen číst nebo zapisovat více než jeden bajt do paměti najednou. Vzhledem k tomu, že neexistuje žádná instrukce k načtení registru přímo z dané adresy paměti, je třeba nejprve načíst pár registrů HL s adresou a cílový registr lze poté načíst z operandu M, což je nepřímé načtení z umístění paměti v páru registrů HL. Dvojice registrů BC je načtena s CNT hodnota parametru a snížena na konci smyčky, dokud se nestane nulovou. Všimněte si, že většina použitých instrukcí zabírá jeden 8bitový operační kód.

Návrháři

  • CTC (Instrukční sada a architektura): Victor Poor a Harry Pyle.
  • Intel (Implementace v křemíku):
    • Ted Hoff, Stan Mazor a Larry Potter (hlavní vědecký pracovník společnosti IBM) navrhli implementaci architektury CTC s jedním čipem, využívající spíše paměť RAM než paměť posunu, a přidali také několik instrukcí a přerušení. Návrh čipu 8008 (původně nazývaný 1201) byl zahájen před vývojem 4004. Hoff a Mazor však nemohli a nevyvinuli „křemíkový design“, protože to nebyli ani návrháři čipů, ani vývojáři procesů, a dále nezbytná metodika a obvody založené na křemíkové bráně, které vyvíjel Federico Faggin pro 4004, ještě nebyly k dispozici.[15]
    • Federico Faggin Poté, co dokončil návrh modelu 4004, se stal vedoucím projektu od ledna 1971 až do jeho úspěšného dokončení v dubnu 1972 poté, co byl pozastaven - pro nedostatek pokroku - na přibližně sedm měsíců.
    • Hal Feeney, projektový inženýr, provedl podrobný logický návrh, návrh obvodů a fyzické rozvržení pod dohledem Faggina, přičemž použil stejnou metodologii návrhu, kterou původně vyvinul Faggin pro mikroprocesor Intel 4004, a využil základní obvody, které vyvinul pro 4004. Logo „HF“ bylo vyleptáno na čip přibližně v polovině mezi lepicími podložkami D5 a D6.

Druhé zdroje

Viz také

  • Mark-8, počítačová sada založená na 8008

Reference

  1. ^ Historie CPU - Muzeum CPU - Životní cyklus CPU.
  2. ^ „Třicet let v robotice - robotika“. archive.org. 19. března 2014. Citováno 11. dubna 2018.
  3. ^ A b C d E F Wood, Lamont (8. srpna 2008), „Zapomenutá historie PC: Skutečný původ osobního počítače“, Computerworld
  4. ^ „Uvnitř dlouho ztraceného prvního mikropočítače na světě“. cnet.com. 8. ledna 2010. Citováno 11. dubna 2018.
  5. ^ Brunel University, 1974. Magisterská disertační práce, L. R. Crawford.
  6. ^ A b „Uživatelská příručka k mikropočítači MCS-8“ (PDF). Intel Corporation. 1972. Citováno 4. prosince 2010.
  7. ^ „Intel 8008 Opcodes“. Citováno 4. prosince 2010.
  8. ^ „Rodina mikroprocesorů Intel 8008 (i8008)“. Svět CPU. 2003–2010. Citováno 4. prosince 2010.
  9. ^ Intel. „Gordon Moore a Moorův zákon“. Archivovány od originál 4. září 2009. Citováno 28. června 2009.
  10. ^ Intel (2012). „Intel Chips: timeline poster“.
  11. ^ Intel (2008). „Mikroprocesorová stručná referenční příručka“.
  12. ^ Viz Z80 článek pro popis.
  13. ^ Viz Intel 8085 článek pro popis.
  14. ^ Viz Intel 8086 článek pro popis.
  15. ^ Faggin, Federico; Hoff, Marcian E.; Mazor, Stanley; Shima, Masatoshi (Prosinec 1996), „Historie 4004“, IEEE MicroLos Alamitos: IEEE Computer Society, 16 (6): 10–19, doi:10.1109/40.546561, ISSN  0272-1732

externí odkazy