Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Intel 8008
KL Intel C8008-1.jpg
Вариант процессора Intel C8008-1 с пурпурной керамикой, золотой металлической крышкой и золотыми контактами.
Общая информация
Запущенсередина 1972 года
Снято с производства1983 [1]
Общий производитель (и)
  • Intel
Спектакль
Максимум. Тактовая частота процессора От 200 кГц до 800 кГц
Ширина данных8 бит
Ширина адреса14 бит
Архитектура и классификация
ЗаявлениеКомпьютерные терминалы , калькуляторы , разливочные машины, промышленные роботы ASEA 1970-х годов [2] (IRB 6), простые компьютеры и т. Д.
Мин. размер элемента10 мкм
Набор инструкций8008
Физические характеристики
Транзисторы
  • 3500
Пакет (ы)
  • 18-контактный DIP
Розетки)
История
ПреемникIntel 8080

Intel 8008 ( « восемь тысяч восемь „или“ восемьдесят-о-восемь ») является ранним байтовый Микропроцессор разработан и изготовлен Intel и введена в апреле 1972 г. Это 8-битный процессор с внешним 14- шина битового адреса, которая может адресовать 16 КБ памяти. Первоначально известный как 1201 , чип был заказан Computer Terminal Corporation (CTC) для реализации набора команд своей конструкции для своего программируемого терминала Datapoint 2200 . Поскольку чип задерживался и не отвечал требованиям CTC по производительности, 2200 в конечном итоге использовал собственный TTL CTC.вместо этого CPU. Соглашение позволило Intel продавать чип другим клиентам после того, как Seiko выразила заинтересованность в использовании его для калькулятора .

История [ править ]

CTC образовалась в Сан-Антонио в 1968 году под руководством Остина О. «Гаса» Роша и Фила Рэя, инженеров НАСА . В частности, Roche в первую очередь интересовалась производством настольных компьютеров. Однако, учитывая незрелость рынка, в бизнес-плане компании упоминалась только замена Teletype Model 33 ASR, которая поставлялась как Datapoint 3300 . Корпус был специально спроектирован так, чтобы поместиться в том же пространстве, что и пишущая машинка IBM Selectric, и в нем использовался видеоэкран, имеющий такое же соотношение сторон, что и перфокарта IBM . [3] Несмотря на коммерческий успех, 3300 имел постоянные проблемы с нагревом из-за количества схем, размещенных в таком небольшом пространстве.

Чтобы решить проблему нагрева и другие проблемы, начался редизайн, в котором центральная часть внутренней схемы была повторно реализована на одном кристалле. В поисках компании, способной разработать дизайн их микросхем, Рош обратился к Intel, в то время в основном производившей микросхемы памяти. [3] Рош встретился с Бобом Нойсом , который выразил озабоченность этой концепцией; Джон Фрассанито вспоминает, что «Нойс сказал, что это интригующая идея, и что Intel может это сделать, но это было бы глупым шагом. Он сказал, что если у вас есть компьютерный чип, вы можете продавать только один чип на компьютер, в то время как с памятью , вы можете продавать сотни микросхем на компьютер ". [3]Еще одна серьезная проблема заключалась в том, что существующая клиентская база Intel покупала их микросхемы памяти для использования с собственными процессорами; если бы Intel представила свой собственный процессор, их могли бы рассматривать как конкурентов, а их клиенты могли бы искать память в другом месте. Тем не менее, в начале 1970 года Нойс согласился на контракт на разработку на сумму 50 000 долларов. Компания Texas Instruments (TI) также была привлечена в качестве второго поставщика.

TI был в состоянии сделать образцы 1201 на основе чертежей Intel, [ править ] , но они оказались багги и были отклонены. Собственные версии Intel задерживались. Компания CTC решила повторно реализовать новую версию терминала с использованием дискретного TTL вместо ожидания однокристального процессора. Новая система была выпущена под названием Datapoint 2200 весной 1970 года, а первая продажа была продана General Mills 25 мая 1970 года. [3] CTC приостановила разработку 1201 после выпуска 2200, поскольку в ней больше не было необходимости. Шесть месяцев спустя Seiko обратилась в Intel, выразив заинтересованность в использовании 1201 в научном калькуляторе, вероятно, после того, как увидела успех более простого Intel 4004.используется Busicom в своих бизнес-калькуляторах. За этим последовал небольшой редизайн под руководством Федерико Фаггина , дизайнера 4004, ныне руководителя проекта 1201, расширение с 16-контактной на 18-контактную конструкцию, и новый 1201 был доставлен в CTC в конце 1971 года. . [3]

К этому моменту CTC снова перешла на Datapoint 2200 II , который был быстрее. 1201 уже не был достаточно мощным для новой модели. CTC проголосовала за прекращение своего участия в разработке 1201, оставив интеллектуальную собственность на дизайн Intel вместо оплаты контракта на сумму 50 000 долларов. Intel переименовала его в 8008 и поместила в свой каталог в апреле 1972 года по цене 120 долларов. Первоначальные опасения Intel по поводу того, что их существующая клиентская база оставит их, оказались необоснованными, и 8008 стал коммерчески успешным проектом. За ним последовали Intel 8080 , а затем чрезвычайно успешное семейство Intel x86 . [3]

Одной из первых команд, построивших полную систему на базе 8008, была команда Билла Пента из Калифорнийского государственного университета в Сакраменто . Sac Государственный 8008 был , возможно, первый истинный микрокомпьютер, с дисковой операционной системы , построенной с IBM Basic ассемблере в ППЗУ, все за рулем цветной дисплей, жесткий диск, клавиатура, модем, аудио / бумага для чтения ленты и принтера. [4] Проект стартовал весной 1972 года, и с ключевой помощью Tektronix система была полностью функциональна год спустя. Билл помог Intel с набором MCS-8 и внес ключевой вклад в набор инструкций Intel 8080 , что помогло сделать его полезным для промышленности и любителей.

В Великобритании группа специалистов SE Laboratories Engineering (EMI) во главе с Томом Спинком в 1972 году построила микрокомпьютер на основе предварительного образца 8008. Джо Хардман расширил микросхему внешним стеком. Это, среди прочего, дало ему возможность сохранять и восстанавливать после сбоя питания. Джо также разработал прямой трафаретный принтер. Операционная система была написана с использованием мета-ассемблера, разработанного Л. Кроуфордом и Дж. Парнеллом для PDP-11 Digital Equipment Corporation . [5] Операционная система была записана в PROM. Он управлялся прерываниями, помещался в очередь и основывался на фиксированном размере страницы для программ и данных. Эксплуатационный прототип был подготовлен для руководства, которое решило не продолжать проект.

8008 был центральным процессором для самых первых коммерческих персональных компьютеров без калькуляторов (исключая сам Datapoint 2200): комплект US SCELBI и предварительно собранные французские Micral N и канадские MCM / 70 . Он также был управляющим микропроцессором для первых нескольких моделей компьютерных терминалов Hewlett-Packard семейства 2640 .

Intel предложила симулятор набора команд для 8008 под названием INTERP / 8. Написано на ФОРТРАНЕ .

Дизайн [ править ]

i8008 микроархитектура
Регистры Intel 8008
1 31 21 11 00 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0(битовая позиция)
Основные регистры
 Аccumulator
 BB регистр
 CРегистр C
 DD регистр
 EE регистр
 ЧАСРегистр H (косвенный)
 LL регистр (косвенный)
Счетчик команд
ПКР rogram С ounter
Стек вызовов с раскрывающимся списком адресов
В КАЧЕСТВЕУровень вызова 1
В КАЧЕСТВЕУровень вызова 2
В КАЧЕСТВЕУровень звонка 3
В КАЧЕСТВЕУровень вызова 4
В КАЧЕСТВЕУровень вызова 5
В КАЧЕСТВЕУровень вызова 6
В КАЧЕСТВЕУровень вызова 7
Регистр статуса
 CпZSФлаги

8008 был реализован в виде логики PMOS с кремниевым затвором 10  мкм в режиме улучшения . Первоначальные версии могли работать на тактовых частотах до 0,5 МГц. Позже это было увеличено в 8008-1 до указанного максимума 0,8 МГц. Инструкции занимали от 5 до 11 Т-состояний, где каждое Т-состояние составляло 2 тактовых цикла. [6] Загрузка регистр-регистр и операции ALU занимали 5T ​​(20 мкс на 0,5 МГц), регистр-память 8T (32 мкс), в то время как вызовы и переходы (когда они были приняты) занимали 11 T-состояний (44 мкс). [7] 8008 был немного медленнее с точки зрения количества инструкций в секунду (от 36 000 до 80 000 при 0,8 МГц), чем 4-битные Intel 4004 и Intel 4040 . [8]Тот факт, что 8008 обрабатывал данные по 8 бит за раз и мог получить доступ к значительно большему объему оперативной памяти, все же давал ему значительное преимущество в скорости в большинстве приложений. У 8008 было 3500 транзисторов . [9] [10] [11]

Чип (ограниченный 18-контактным DIP-корпусом ) имел единственную 8-битную шину и требовал значительного количества внешней вспомогательной логики. Например, 14-битный адрес, который мог иметь доступ к «16 К × 8 битам памяти», должен был быть зафиксирован некоторой частью этой логики во внешнем адресном регистре памяти (MAR). 8008 может получить доступ к 8 входным портам и 24 выходным портам. [6]

Для использования контроллера и терминала CRT это был приемлемый дизайн, но был довольно громоздким для использования для большинства других задач, по крайней мере, по сравнению с микропроцессорами следующих поколений. Несколько ранних компьютерных разработок были основаны на нем, но большинство из них использовали бы более поздний и значительно улучшенный Intel 8080 . [ необходима цитата ]

Связанные конструкции процессоров [ править ]

Последующий 40-контактный NMOS Intel 8080 расширил регистры и набор команд 8008 и реализовал более эффективный интерфейс внешней шины (с использованием 22 дополнительных контактов). Несмотря на тесную архитектурную взаимосвязь, 8080 не был двоично совместим с 8008, поэтому программа 8008 не могла работать на 8080. Однако, поскольку в то время Intel использовала два разных синтаксиса сборки, 8080 можно было использовать в 8008, обратно совместимый с языком ассемблера. [12]

Intel 8085 был электрически модернизированной версии 8080 , который используется истощение режима транзисторов , а также добавлены две новые инструкции. [13]

Intel 8086 , оригинальный x86 процессор, был нестрогим продолжением 8080, так что он свободно напоминал оригинальный Datapoint 2200 дизайн , а также. Практически каждая инструкция Datapoint 2200 и 8008 имеет эквивалент не только в наборе инструкций 8080, 8085 и Z80 , но и в наборе инструкций современных процессоров x86 (хотя кодировки инструкций различаются). [14]

Особенности [ править ]

Архитектура 8008 включает в себя следующие функции: [ необходима цитата ]

  • Семь 8-битных регистров «блокнота»: основной аккумулятор (A) и шесть других регистров (B, C, D, E, H и L).
  • 14-битный программный счетчик (ПК).
  • Семиуровневый стек адресных вызовов с расширением вниз . Фактически используются восемь регистров, причем самый верхний регистр - это ПК.
  • Четыре флага состояния кода состояния: перенос (C), четность (P), ноль (Z) и знак (S).
  • Косвенный доступ к памяти с использованием регистров H и L (HL) в качестве 14-битного указателя данных (два старших бита игнорируются).

Пример кода [ править ]

Следующий исходный код сборки 8008 предназначен для подпрограммы, MEMCPYкоторая копирует блок байтов данных заданного размера из одного места в другое.

         001700 000 001701 000 001702 000 001703 000 001704 000 001705 000   002 000 066 304 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 - ; Скопируйте блок памяти из одного места в другое. ; ; Входные параметры ; SRC: 14-битный адрес исходного блока данных ; DST: 14-битный адрес целевого блока данных ; CNT: 14-битное количество байтов для копирования  ORG 1700Q  ; данные в 001700q SRC  DFB  0  ; SRC,  младший байт DFB  0  ; старший байт DST  DFB  0  ; DST, младший байт  DFB  0  ; старший байт CNT  DFB  0  ; CNT, младший байт  DFB  0  ; старший байт  ORG 2000Q  ; Код в 002000q MEMCPY  LLI  CNT + 0  ; HL = адрес (CNT)  LHI  CNT + 1  LCM  ; BC = CNT  INL  LBM LOOP  LAC  ; Если BC = 0,  ORB  RTZ  ; Возврат DECCNT  LAC  ; BC = BC - 1  SUI  1  LCA  LAB  SBI  0  LBA GETSRC  LLI  SRC + 0  ; HL = адрес (SRC)  LHI  SRC + 1  LEM  ; DE = SRC  INL  LDM  LAC ; HL = DE + BC  ADE  LLA  LAB  ACD  LHA  LAM  ; Загрузить A из (HL) GETDST  LLI  DS T + 0  ; HL = addr (DST)  LHI  DS T + 1  LEM  ; DE = DST  INL  LDM  LLE  ; HL = DE  LHD  LDA  ; D = A  LAC  ; HL = HL + BC  ADL  LLA  LAB  ACH  LHA  LMD  ; Сохранить D в (HL)  JMP  LOOP  ; повторить цикл  END

В приведенном выше коде все значения указаны в восьмеричном формате. Местоположения SRC, DSTи CNTявляются 16-битными параметрами для указанной подпрограммы MEMCPY. На самом деле используются только 14 битов значений, поскольку ЦП имеет только 14-битное адресное пространство памяти. Значения хранятся в формате с прямым порядком байтов , хотя это произвольный выбор, поскольку ЦП не может читать или записывать в память более одного байта за раз. Поскольку нет инструкции для загрузки регистра непосредственно из заданного адреса памяти, пара регистров HL должна быть сначала загружена с адресом, а затем целевой регистр может быть загружен из операнда M, который является косвенной загрузкой из области памяти. в регистровой паре HL. В регистровую пару BC загружаетсяCNTзначение параметра и уменьшается в конце цикла, пока не станет равным нулю. Обратите внимание, что большинство используемых инструкций занимают один 8-битный код операции.

Дизайнеры [ править ]

  • CTC ( Набор инструкций и архитектура ): Виктор Бедный и Гарри Пайл .
  • Intel ( реализация в кремнии ):
    • Тед Хофф , Стэн Мазор и Ларри Поттер (главный научный сотрудник IBM) предложили однокристальную реализацию архитектуры CTC, использующую память регистров ОЗУ, а не память регистров сдвига, а также добавили несколько инструкций и средство прерывания. Разработка микросхемы 8008 (первоначально называвшейся 1201) началась до разработки 4004. Хофф и Мазор, однако, не могли и не разработали «кремниевую конструкцию», потому что они не были ни разработчиками микросхем, ни разработчиками процессов, и, кроме того, необходимой методологии проектирования и схем на основе кремниевых затворов, разрабатываемых Федерико Фаггин для 4004 еще не были доступны. [15]
    • Федерико Фаггин , завершив разработку модели 4004, стал руководителем проекта с января 1971 года до его успешного завершения в апреле 1972 года, после того как проект был приостановлен - из-за отсутствия прогресса - примерно на семь месяцев.
    • Хэл Фини , инженер-проектировщик, выполнил детальное проектирование логики, схемы и физической схемы под руководством Фаггина, используя ту же методологию проектирования, которую Фаггин первоначально разработал для микропроцессора Intel 4004, и используя базовые схемы, которые он разработал для 4004. Комбинированный логотип «HF» был выгравирован на микросхеме примерно на полпути между контактными площадками D5 и D6.

Вторые источники [ править ]

  • Вторые источники Intel 8008

  • ВЭБ Микроэлектроник "Карл Маркс" Эрфурт (MME) U808 ( ГДР )

  • MicroSystems International (MIL) MF8008

  • Siemens SAB8008

См. Также [ править ]

  • Марк-8 , компьютерный комплект на базе 8008

Ссылки [ править ]

  1. ^ История ЦП - Музей ЦП - Жизненный цикл ЦП .
  2. ^ «Тридцать лет в робототехнике - Робототехника» . 19 марта, 2014. Архивировано из оригинального 19 марта 2014 года . Проверено 11 апреля 2018 года .
  3. ^ a b c d e f Вуд, Ламонт (8 августа 2008 г.), «Забытая история ПК: Истинное происхождение персонального компьютера» , Computerworld
  4. ^ "Внутри давно потерянного первого микрокомпьютера в мире" . cnet.com . 8 января 2010 . Проверено 11 апреля 2018 года .
  5. ^ Брюнельский университет, 1974. Магистр технических наук, Л. Р. Кроуфорд.
  6. ^ a b «Руководство пользователя микрокомпьютерного набора MCS-8» (PDF) . Корпорация Intel. 1972 . Проверено 4 декабря 2010 года .
  7. ^ «Коды операций Intel 8008» . Проверено 4 декабря 2010 года .
  8. ^ "Семейство микропроцессоров Intel 8008 (i8008)" . CPU World. 2003–2010 гг . Проверено 4 декабря 2010 года .
  9. ^ Intel. «Гордон Мур и закон Мура» . Архивировано из оригинала на 4 сентября 2009 года . Проверено 28 июня 2009 года .
  10. ^ Intel (2012). «Intel Chips: плакат с хронологией» .
  11. ^ Intel (2008). «Краткое руководство по микропроцессору» .
  12. ^ См.Описание в статье Z80 .
  13. ^ См.Описание в статье Intel 8085 .
  14. ^ См.Описание в статье Intel 8086 .
  15. ^ Фаггин, Федерико ; Хофф, Марсиан Э .; Мазор, Стэнли ; Shima, Masatoshi (декабрь 1996), "История 4004", IEEE Micro , Лос - Alamitos: IEEE Computer Society, 16 (6): 10-19, DOI : 10,1109 / 40,546561 , ISSN 0272-1732 

Внешние ссылки [ править ]

  • Руководство пользователя MCS-8 с описанием 8008 (1972 г.)
  • Вуд, Ламонт (8 августа 2008 г.). «Забытая история ПК: Истинное происхождение персонального компьютера» . Компьютерный мир .
  • Страница поддержки Intel 8008 неофициальная
  • Страница Музея компьютеров DigiBarn о государственной машине Билла Пента в Сакраменто, полном микрокомпьютере, построенном на базе 8008
  • Мартин, Дональд П. (1974). Дизайн микрокомпьютера . Мартин Исследования.
    • - (1976). Дизайн микрокомпьютеров (2-е изд.). Мартин Исследования. OCLC  911808003 .
  • Рунян, Грант (апрель 1977 г.). "Теперь - ОСНОВНОЙ для 8008 - Даже!" . Журнал Kilobaud: 116–8.
  • «Интерпретатор языка BASIC для микропроцессора Intel 8008» . Университет Иллинойса. 1974 г.
  • Справочная карта по языку ассемблера 8008
  • Ширрифф, Кен (декабрь 2016 г.). «Фотографии кристаллов и анализ революционного микропроцессора 8008, возрастом 45 лет» .
    • - (февраль 2017 г.). «Обратный инжиниринг удивительно продвинутого ALU микропроцессора 8008» .
    • - (октябрь 2020 г.). «Как загрузочная загрузка сделала возможным исторический процессор Intel 8008» .
    • - (ноябрь 2020 г.). «Обратный инжиниринг схемы переноса вперед в процессоре Intel 8008» .