Zilog Z80 para niños
Datos para niños Zilog Z80 |
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 Z80 manufacturado en junio de 1976
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| Información | |||||
| Tipo | conjunto de instrucciones | ||||
| Fecha de creación | 1974 | ||||
| Desarrollador | Zilog | ||||
| Fabricante | |||||
| Fecha de lanzamiento | Marzo de 1976 | ||||
| Datos técnicos | |||||
| Frecuencia de reloj de CPU | 2,5, 4, 6, 8 MHz — 10MHz | ||||
| Conjunto de instrucciones | 8080 | ||||
| Ancho en bits | 8 bits | ||||
| Empaquetados | |||||
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| Se conecta a | |||||
| Zócalo(s) |
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| Cronología | |||||
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El Zilog Z80 (o simplemente Z80) es un tipo de microprocesador de 8 bits. Fue como el "cerebro" de muchos ordenadores y consolas de videojuegos. Su diseño es una mezcla entre un procesador que usa un solo lugar para guardar datos (acumulador) y uno que usa varios lugares (registros generales).
Fue lanzado en marzo de 1976 por la empresa Zilog. Se hizo muy famoso en los años 1980. Lo usaron ordenadores como el Sinclair ZX Spectrum, Amstrad CPC y los sistemas MSX. Es uno de los procesadores más exitosos de la historia. Se hicieron muchísimas copias y aún hoy se usa en muchos aparatos electrónicos pequeños.
Contenido
Historia del Zilog Z80
¿Quién creó el Z80 y por qué fue importante?
El Z80 fue diseñado principalmente por Federico Faggin. Él había trabajado antes en Intel y fue clave en el diseño de otros microprocesadores importantes, como el Intel 4004 y el Intel 8080. En 1974, Faggin dejó Intel y fundó Zilog. Allí empezó a trabajar en el Z80, usando su experiencia previa. Masatoshi Shima, otro diseñador clave de Intel, se unió a Zilog. Dos años después, el Z80 ya estaba a la venta.
El Z80 fue creado para ser compatible con el Intel 8080. Esto significaba que la mayoría de los programas hechos para el 8080, como el sistema operativo CP/M, podían funcionar también en el Z80.
¿Qué mejoras trajo el Z80?
El Z80 tenía varias mejoras importantes comparado con el Intel 8080:
- Tenía un conjunto de instrucciones más completo. Esto incluía nuevos registros (lugares para guardar datos) llamados IX e IY.
- Podía cambiar rápidamente entre dos grupos de registros. Esto ayudaba a que respondiera más rápido a las interrupciones (cuando el procesador necesita atender algo urgente).
- Incluía instrucciones para mover grandes bloques de datos o buscar información rápidamente.
- Podía manipular bits individuales (las unidades más pequeñas de información).
- Necesitaba menos componentes adicionales para funcionar. Esto lo hacía más sencillo y económico de usar.
- Funcionaba con una sola fuente de energía de 5 voltios.
- Era más barato que el Intel 8080.
El Z80 rápidamente superó al Intel 8080 en el mercado. Se convirtió en uno de los procesadores de 8 bits más populares. Las primeras versiones funcionaban a 2,5 MHz, pero su velocidad fue aumentando hasta los 20 MHz. La versión más común fue el Z80A, que funcionaba a 3,58 MHz. Hoy en día, Zilog sigue fabricando versiones del Z80 original y modelos más nuevos que son compatibles.
¿En qué aparatos se usó el Z80?
El Z80 o sus copias se usaron en muchísimos ordenadores personales a principios de los años 1980. Algunos ejemplos son:
- La gama MSX.
- El Radio Shack TRS-80.
- Los Sinclair ZX80, ZX81 y ZX Spectrum.
- Ordenadores de negocios como el Osborne 1 y el Kaypro, que usaban el sistema operativo CP/M.
A mediados de los años 1980, el Z80 se usó en el Tatung Einstein y en los ordenadores Amstrad CPC y Amstrad PCW. También se usó en los ordenadores Tiki 100 en Noruega.
Debido a su gran popularidad, otros ordenadores que usaban procesadores diferentes, como el BBC Micro, el Apple II y el Commodore 64, podían añadir una tarjeta o cartucho con un Z80 para poder usar programas de CP/M. El Commodore 128 incluso incluía un Z80 secundario.
En los años 1990, el Z80 se usó en consolas de videojuegos como la Sega Master System y la Sega Game Gear. Las consolas SNK Neo-Geo y la Sega Mega Drive, así como muchas máquinas de arcade, usaban un Z80 para controlar el sonido.
Las consolas Game Boy y Game Boy Color de Nintendo usan un procesador llamado Sharp LR35902, que está basado en el Zilog Z80 y el Intel 8080.
Hoy en día, muchas calculadoras gráficas de Texas Instruments, como las TI-73 y TI-83 Plus, usan una copia del Z80 como su procesador principal. El Z80 también es muy popular en los sistemas embebidos, que son pequeños sistemas informáticos dentro de otros aparatos.
¿Qué son los clones del Z80?
Muchos fabricantes crearon sus propias versiones del Z80, llamadas "clones" o "segundas fuentes". Esto ayudó a que el Z80 se extendiera aún más. Algunas empresas que hicieron clones fueron Mostek, SGS Microelettronica, GoldStar, Sharp Corporation, NEC, National Semiconductor y Hitachi.
En países como la República Democrática Alemana y Rumanía, también se fabricaron clones del Z80, como el U880 y el MMN80. Estos se usaron en sus propios ordenadores. En la Unión Soviética, se creó el T34, que se usó en muchos ordenadores que eran copias del Sinclair ZX Spectrum.
Hoy en día, existen diseños de procesadores llamados T80 y TV80 que funcionan igual que el Z80. Su código está disponible para que cualquiera pueda usarlos y modificarlos. La propia Zilog fabrica una versión mejorada llamada eZ80, que es mucho más rápida y puede manejar más memoria.
¿Cómo funciona el Zilog Z80?
Aunque el Z80 es un microprocesador de 8 bits, puede manejar instrucciones de 16 bits. Puede acceder hasta 64 Kilobytes (KB) de memoria RAM. Una de sus características más importantes es que puede ejecutar programas hechos para el Intel 8080. Esto hizo que fuera muy versátil.
El Z80 mejoró la velocidad del Intel 8080. También añadió nuevas formas de acceder a la memoria y un conjunto de instrucciones más grande.
¿Qué son los registros del Z80?
Los registros son pequeños espacios de memoria dentro del procesador que guardan datos que se están usando. El Z80 tiene varios tipos de registros:
- Banco principal: Registros A, B, C, D, E, H y L. Son de 8 bits y se pueden combinar en pares de 16 bits (como BC, DE, HL). El registro A es el acumulador, muy importante para cálculos.
- Banco alternativo: Registros A', B', C', D', E', H' y L'. Son copias de los principales. Poder cambiar rápidamente entre el banco principal y el alternativo ayuda a que el procesador responda más rápido a las interrupciones.
- Registros especiales:
* IX e IY: Son registros de 16 bits que se usan para apuntar a direcciones de memoria. * SP (Stack Pointer): Apunta a una zona de memoria llamada "pila" (stack), que se usa para guardar información temporalmente. * PC (Program Counter): Guarda la dirección de la siguiente instrucción que el procesador debe ejecutar. * I (Interrupt Vector): Se usa para responder a las interrupciones de hardware. * R (Refresh Register): Ayuda a refrescar la memoria RAM dinámica (DRAM) para que no pierda los datos. * F (Flag Register): Contiene "banderas" o "flags" que indican el resultado de las operaciones (por ejemplo, si un resultado es cero o si hubo un "acarreo").
Banderas (Flags) del Z80
Las banderas son bits que cambian de estado (0 o 1) para indicar algo sobre la última operación realizada.
- C (Carry): Indica si hubo un acarreo (cuando un cálculo excede la capacidad del registro).
- N (Subtract): Se usa en operaciones de resta.
- P/V (Parity/Overflow): Indica si el resultado tiene paridad par o si hubo un desbordamiento (el resultado es demasiado grande).
- H (Half Carry): Indica un acarreo en la mitad inferior de un byte, útil para cálculos especiales.
- Z (Zero): Indica si el resultado de una operación fue cero.
- S (Sign): Indica si el resultado de una operación es negativo.
Patillaje del Z80
El Z80 es un chip con 40 "patas" o pines. Cada pin tiene una función específica para que el microprocesador pueda comunicarse con otros componentes del ordenador.
- Las líneas del bus de direcciones (en rojo) le dicen al procesador dónde buscar datos en la memoria.
- Las líneas del bus de datos (en azul) son por donde viajan los datos.
- Las líneas del bus de control (en verde) controlan las operaciones, como leer o escribir datos.
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Evoluciones del Z80
Z180: ¿Cómo mejoró al Z80?
El Z180 es una versión más avanzada del Z80. Es compatible con muchos programas antiguos del Z80. El Z180 añadió más funciones integradas, como un generador de reloj, contadores, un controlador de interrupciones, puertos serie y un controlador de acceso directo a memoria (DMA). También tiene una unidad de gestión de memoria (MMU) que le permite usar hasta 1 Megabyte (MB) de memoria.
Z80182: Un controlador inteligente
El Z80182 es otra mejora del Z80, parte de la familia Z180. Se le conoce como "Controlador de periféricos inteligentes de Zilog" (ZIP). Puede funcionar a 33 MHz con una fuente de 5 voltios, o a 20 MHz con 3,3 voltios.
Hitachi HD64180: La versión de Hitachi
El HD64180 es un microprocesador basado en el Z80, desarrollado por Hitachi. Incluye una MMU. Más tarde, Zilog obtuvo la licencia de este procesador y lo vendió como Z64180, con algunas mejoras.
Z280: Un intento de mejora avanzada
El Z280 fue una mejora de la arquitectura Z80 lanzada en 1987. Aunque era más avanzado, no tuvo mucho éxito comercial.
Galería de imágenes
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El T34BM1, clon soviético del Z80.
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NEC µPD780C, clon del Z80 en la placa madre de un ZX Spectrum.
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Toshiba TMPZ84C015 - un Z80 que incluye funciones de periféricos y otros en el mismo chip.
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Hitachi HD64180
Véase también
En inglés: Zilog Z80 Facts for Kids
- Intel 8080
- Intel 8085
- MOS 6502
