НЭК В20
 8 МГц V20 в пластиковом корпусе DIP | |
| Общая информация | |
|---|---|
| Запущен | март 1984 г [1] |
| Общие производители | |
| Производительность | |
| Ширина данных | 16 бит |
| Физические характеристики | |
| Транзисторы |
|
| Ядра |
|
| Сопроцессор |
|
| История | |
| Преемник | НЭК В60 |
NEC V20 — это микропроцессор , разработанный и произведенный компанией NEC . Он совместим как по выводам , так и по объектному коду с Intel 8088 , с архитектурой набора команд (ISA), аналогичной архитектуре Intel 80188 с некоторыми расширениями. [2] V20 был представлен в марте 1984 года. [1] [2]
Функции
[ редактировать ]V20 Кристалл содержал 63 000 транзисторов ; более чем в два раза больше, чем у процессора 8088 (29 000). [1] Чип был разработан для рабочего цикла тактовой частоты 50% по сравнению с рабочим циклом 33%, используемым в 8088. [3] V20 имеет две внутренние шины данных шириной 16 бит, что позволяет осуществлять две передачи данных одновременно. [4] Подобные различия означали, что V20 обычно мог выполнить больше инструкций за заданное время, чем Intel 8088, работающий на той же частоте. [2]
V20 был изготовлен по 2-микронной КМОП-технологии. [5] [3] Ранние версии работали на частотах 5, 8 и 10 МГц . [6] : 2 В 1990 году модернизация технологии производства привела к появлению моделей V20H и V20HL с улучшенными характеристиками и сниженным энергопотреблением. [5] В более поздних версиях добавлены скорости 12 и 16 МГц. V20HL также были полностью статичными, что позволяло останавливать их часы.
Внутренняя ширина V20 была описана как 16-битная . Он использовал 8-битную внешнюю шину данных, которая была мультиплексирована на те же контакты, что и младший байт адресной шины. Его 20-битная адресная шина могла адресовать 1 МБ памяти.
Сообщалось, что V20 совместим с сопроцессором Intel 8087 с плавающей запятой (FPU). [7] NEC также разработала свой собственный FPU, μPD72091 , выпуск которого был отменен до того, как он был запущен в производство. Вслед за этим они выпустили обновленную конструкцию μPD72191, но неясно, сколько было произведено этой второй части, если таковая вообще была произведена. [8]
V30, почти идентичный процессор с 16-битной внешней шиной данных, дебютировал 1 марта 1984 года. [9] [5] Он был совместим по выводам и объектному коду с Intel 8086.
ISA-расширения
[ редактировать ]
ISA V20 включает в себя несколько инструкций, не выполняемых 8088, а также инструкции для манипуляций с битами, пакетных операций BCD, умножения и деления. Они также включают новые инструкции реального режима от Intel 80286. [10]
The ADD4S, SUB4S, и CMP4S инструкции могли складывать, вычитать и сравнивать огромные упакованные двоично-десятичные числа, хранящиеся в памяти. Инструкции ROL4 и ROR4 вращать четырехбитные полубайты . Другая семья состояла из TEST1, SET1, CLR1, и NOT1 инструкции, которые проверяют, устанавливают, очищают и инвертируют отдельные биты своих операндов, но гораздо менее эффективны, чем более поздние i80386. эквиваленты BT, BTS, BTR, и BTC; их кодировки также несовместимы. Было две инструкции по извлечению и вставке битовых полей произвольной длины ( EXT, INS). И, наконец, было два дополнительных повторяющихся префикса: REPC и REPNC, который внес поправки в оригинал REPE и REPNE инструкции по сканированию строки байтов или слов (с инструкциями SCAS и CMPS), при этом меньшее или не меньшее условие оставалось верным. [11]
V20 предлагал режим, имитирующий процессор Intel 8080 . А BRKEM выдается команда для запуска эмуляции 8080. Операнд инструкции определяет номер прерывания, вектор которого содержит сегмент:смещение, с которого должна начаться эмуляция. В завершение, RETEM инструкция выдается в коде 8080. Одной из особенностей, которые не часто используются, является CALLN (собственный вызов), который выдает вызов прерывания типа 8086, который активирует код x86 (который возвращается с использованием IRET), который нужно смешать с кодом 8080.
Другой режим переводит процессор в режим энергосбережения через HALT инструкция. [6] [7]
Судебные процессы
[ редактировать ]В 1982 году Intel подала в суд на NEC из-за микроPD8086 и μPD8088 последней. Этот иск был урегулирован во внесудебном порядке: NEC согласилась лицензировать разработки у Intel. [12]
В конце 1984 года Intel снова подала иск против NEC, утверждая, что микрокод в V20 и V30 нарушает ее патенты на процессоры 8088 и 8086. [13] Инженер-программист NEC Хироаки Канеко изучил как аппаратную конструкцию процессоров Intel, так и оригинальный микрокод Intel.
В своем постановлении суд установил, что микрокод в хранилище управления представляет собой компьютерную программу и поэтому защищен авторским правом. [14] Они также обнаружили, что Intel утратила свои авторские права, пренебрегая обеспечением соответствующей маркировки всех чипов сторонних производителей. Суд также установил, что NEC не просто копировала микрокод Intel и что микрокод в V20 и V30 достаточно отличался от микрокода Intel, чтобы не нарушать патенты Intel.
Судья по делу принял доказательства NEC в чистых помещениях . Он также одобрил использование NEC обратного проектирования при создании микрокода NEC Rev.2, не комментируя это в отношении кода Rev.0. [14] : 212–221
Варианты и преемники
[ редактировать ]
| Продукт | Номер детали. | Подробности |
|---|---|---|
| НЭК В30 | μPD70116 | По сути это NEC V20 с 16-битной внешней шиной данных, V30 был совместим по выводам с Intel 8086 . V30 представлял собой заводскую модернизацию модели 8086, используемой в коммутаторе центральной станции GTD-5 EAX класса 5. Он также использовался в Psion Series 3 , NEC PC-9801 VM, Olivetti PCS86, карте Applied Engineering «PC Transporter» для компьютеров серии Apple II , а также в различных игровых автоматах (особенно производства Irem ) в конец 1980-х годов. Спустя годы низковольтная версия V30 MZ использовалась в от Bandai портативной игровой консоли WonderSwan . |
| НЭК V20HL | μPD70108H | Высокоскоростная (до 16 МГц) маломощная версия V20. |
| НЭК V30HL | μPD70116H | Высокоскоростная (до 16 МГц) маломощная версия V30. |
| НЭК В25 | μPD70320 | Версия микроконтроллера . NEC V20 |
| НЭК V25HS | μPD79011 | Версия V25 с ОСРВ RX116 во внутреннем ПЗУ. |
| НЭК V25+ | μPD70325 | Высокоскоростная версия V25. |
| НЭК В33 | μPD70136 | Версия V30 с отдельными шинами адреса и данных, а также с декодированием инструкций, выполняемым с помощью встроенной логики, а не микропрограммного хранилища управления. Пропускная способность в два раза выше, чем у V30 при той же тактовой частоте. V33 имеет производительность, эквивалентную Intel 80286 . Адресное пространство памяти увеличено до 16М байт. Две дополнительные инструкции, BRKXA и RETXA, поддержка расширенного режима адресации. Эмуляция 8080 не поддерживается. |
| НЭК В33А | μPD70136A | Отличается от V33 тем, что имеет номера векторов прерываний, совместимые с процессорами Intel 80X86. |
| НЭК В35 | μPD70330 | Версия микроконтроллера NEC V30. |
| НЭК V35HS | μPD79021 | Версия V35 с ОСРВ RX116 во внутреннем ПЗУ. |
| НЭК В35+ | μPD70335 | Высокоскоростная версия V35. |
| НЭК В40 | μPD70208 | Встроенная версия V20, встроенный Intel-совместимый 8251 USART , программируемый интервальный таймер 8253 и интерфейс параллельного порта 8255 . Используется в Olivetti PC1, Digisystems Jetta XD, Sharp PC-4500 и Zenith Eazy PC . |
| НЭК V40HL | μPD70208H | Высокоскоростная низковольтная версия V40. |
| НЭК В50 | μPD70216 | Встроенная версия V30. Это основной процессор в Akai S1000 и S1100, а также в Korg M1 . [15] [16] |
| НЭК V50HL | μPD70216H | Высокоскоростная низковольтная версия V50. |
| НЭК В41 | μPD70270 | Интегрирует ядро V30HL и периферийные устройства PC-XT : 8255 интерфейс параллельного порта 8254 , программируемый интервальный таймер , PIC 8259 , 8237 контроллер DMA и контроллер клавиатуры 8042 . Также интегрирован полный контроллер DRAM. |
| НЭК В51 | μPD70280 | Интегрирует ядро V30HL и периферийные устройства PC-XT : 8255 интерфейс параллельного порта 8254 , программируемый интервальный таймер , PIC 8259 , контроллер DMA 8237 и контроллер клавиатуры 8042 . Также интегрирован полный контроллер DRAM. Использовался в Olivetti Quaderno PT-XT-20. |
| НЭК В53 | μPD70236 | Интегрирует ядро V33 с 4-канальным DMA (μPD71071). [17] /i8237), UART (μPD71051/i8251), три таймера/счетчика (μPD71054/ i8254 ) и контроллер прерываний (μPD71059/ i8259 ). Он использовался в Akai MPC3000. [18] [19] и Акаи SG01v . |
| НЭК В53А | μPD70236A | Интегрирует некоторые периферийные устройства с ядром V33A. Используется в Sharp Zaurus PI-B304/B308. |
| NEC V55PI | μPD70433 | V55PI имеет расширенные сегментные регистры, называемые DS2 и DS3, и, сдвигая значение регистра на 8 бит влево и добавляя значение смещения, можно получить доступ ко всему адресному пространству размером 16 МБ. [20] |
| НЭК V55SC | μPD70423 | V55SC не только поставляется с расширенными сегментными регистрами, называемыми DS2 и DS3, но также оснащен двухканальным многопротокольным последовательным контроллером (MPSC), который является подмножеством μPD72001/72002. [21] |
| Я собираюсь на VG230 | Однокристальная платформа ПК. [22] VG230 содержал процессор NEC V30HL с тактовой частотой 16 МГц и базовую логику, совместимую с IBM PC/XT, ЖК-контроллер (CGA/AT&T640x400) с поддержкой сенсорной панели, матричный сканер клавиатуры, двойной PCMCIA контроллер карт 2.1, аппаратную поддержку EMS 4.0 до 64 MB и встроенный таймер, контроллеры PIC, DMA, UART и RTC. Он использовался в HP OmniGo 100 , 120 и IBM Simon . [23] | |
| Я собираюсь на VG330 | Преемник VG230, он содержал процессор NEC V30MX с частотой 32 МГц и базовую логику, совместимую с IBM PC / AT, с двумя PIC, ЖК-контроллером (640x480), матричным сканером клавиатуры, контроллером PC Card ExCA 2.1 и портом SIR. | |
| НЭК В60 | μPD70616 | Выпустив процессор V60, NEC отказалась от конструкции x86 и представила новую 32-битную архитектуру CISC . V60 и V70, которые различались в основном шириной соответствующего внешнего адреса и шин данных, оба включали режим эмуляции V20/V30. [24] : §10 [8] |
- Фотографии
НЭК В30
НЭК В50
НЭК В53
См. также
[ редактировать ]- NEC RX116 , выделенная ITRON -1. 16-битная ОСРВ на базе
- NEC μPD9002 , процессор, совместимый с Z80 и x86.
- VIA Technologies — Альтернативный набор инструкций ЦП, реализующий аналогичную схему для входа и выхода в режим альтернативного набора команд.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с «8088 и V20» . Руководство по процессору X86 . 17.11.2018.
- ^ Перейти обратно: а б с Геннадий, Швец. «Семейство процессоров NEC V20» . CPU-Мир .
- ^ Перейти обратно: а б Дэвис, Стивен Р. (24 декабря 1985 г.). «Турбонаддув вашего ПК с помощью V-серии». Журнал ПК . стр. 181–186.
- ^ Ходорек, Роберт Рышард (ноябрь – декабрь 2021 г.). «NEC V20: вдохновляющий, незаметный» . IEEE микро . 41 (6): 158–159. дои : 10.1109/MM.2021.3115870 .
- ^ Перейти обратно: а б с 1983 — Разработка 16-битной Micropsassa V30 (NEC). [1983 — Разработка 16-битного микропроцессора V30 (NEC)] (на японском языке). 23 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 13 июля 2019 г. Проверено 14 июля 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б μPD70108 — 16-/8-битный микропроцессор V20 (PDF) . НЭК . Июнь 1994 года.
- ^ Перейти обратно: а б Махони, Боб (16 октября 1985 г.). «Вывод файла: NECV20B.ALL, содержащегося в архиве: NEC-V20.ZIP» . Уголок программиста .
- ^ Перейти обратно: а б Калвер, Джон (01 сентября 2021 г.). «Забытые FPU NEC» . Хижина ЦП .
- ^ «Nec V30 D70116C-10» . РУКОВОДСТВО ПО ЦП X86 . 15 июля 2020 г.
- ^ Хаммел, Роберт Л. (14 июня 1988 г.). «PC Tutor — Микширование процессоров». Журнал ПК . стр. 377–378.
- ^ «Руководство пользователя NEC, 16-битные микропроцессоры серии V, 16-/8- и 16-битные, инструкция» (PDF) . Сентябрь 2000 года . Проверено 25 ноября 2014 г.
- ^ Лемос, Роберт (8 июня 1998 г.). «Дело NEC открыло рынок для клонирования» . ЗДНет .
- ^ Паркер, Рэйчел (13 февраля 1989 г.). «Судья объявляет микрокод защищенным авторским правом». Инфомир . п. 8.
- ^ Перейти обратно: а б Контрерас, Хорхе; Хэндли, Лаура; Ян, Терренс (март – май 1990 г.). «NEC против Intel: новые горизонты в законодательстве об авторском праве» (PDF) . Гарвардский журнал права и технологий . 3 : 209–222.
- ^ Руководство по обслуживанию Корг М1
- ^ Расс, Мартин (июль 1989 г.). «Корг М1Р» . Звук на звуке . Великобритания. стр. 48–52 . Проверено 13 августа 2022 г.
- ^ «pPD70236 (V53) 16-битный микропроцессор: высокоскоростной, высокая степень интеграции, CMOS» (PDF) . п. 316(3f1) . Проверено 5 января 2024 г.
- ^ «Mame/Mpc3000.CPP по адресу 251b11266dcd394741e6b48c00a5c9131ef68673 · mamedev/Mame» . Гитхаб . 2022-11-23.
- ^ «AKAI MPC 3000: лучшая драм-машина всех времен» . Аудио Джайв . 09.12.2020.
- ^ «V55PI 16-БИТНЫЙ МИКРОПРОЦЕССОР» . стр. 21–22 . Проверено 18 января 2024 г.
- ^ «Предварительные данные 16-битного микропроцессора NEC V55SC (ODNo ID-8206A, март 1993 г.)» (PDF) . стр. 1, 22 . Проверено 21 января 2024 г.
- ^ Перейти к руководству разработчика VG230.
- ^ Nochkin, Alexander (2013-07-10). "IBM Simon — первый в мире смартфон. Что внутри?" [The IBM Simon is the world's first smartphone. What is inside?]. habr.com (in Russian).
- ^ Справочное руководство программиста μPD70616 (ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ издание). НЭК. Ноябрь 1986 года.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Руководство пользователя V20/V30 (PDF) . НЭК. Октябрь 1986 г. Архивировано из оригинала (PDF) 8 января 2013 г. Альтернативный URL
- Дэвис, Рэнди (декабрь 1985 г. - январь 1986 г.). Написано в Гринвилле, штат Техас, США. «Новые микропроцессоры NEC — 8080, 8086 или 8088?» (PDF) . Микро Рог изобилия . № 27. Бенд, Орегон, США. стр. 4–7. ISSN 0747-587X . Архивировано (PDF) из оригинала 11 февраля 2020 г. Проверено 11 февраля 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Бухти, Райнер. «Касиорама» . www.buchty.net .
- «НЭК В20» . cpu-collection.de .
- Хинкли, Роберт К. (январь 1987 г.). «NEC против Intel: будет ли аппаратное обеспечение затянуто в черную дыру редакторов авторских прав » . Юридический журнал высоких технологий Санта-Клары . Том. 3, нет. 1. С. 23–72.
