Зилог Z80000

Z80000 — это Zilog процессор 32-битный , впервые выпущенный в 1986 году . По сути, это 32-битное расширение своего 16-битного предшественника Zilog Z8000 . Он включает в себя возможности многопроцессорной обработки , шестиступенчатый конвейер инструкций и 256-байтовый кэш . Его система адресации памяти может получить доступ к 4 гигабайтам памяти оперативной . Он может выполнять код, написанный для Z8000, но несовместим с Z80 .

Описываемый в то время как « мэйнфрейм на кристалле», этот процессор во многом эквивалентен Intel процессору 80386 . Задержки в первоначальном производстве отодвинули дату его доступности на более позднюю дату, чем у 386, и Z80000 мало использовался на рынке.

Описание

Как и Z8000, на котором он основан, Z80000 имеет шестнадцать регистров общего назначения , но их разрядность расширена с 16-битных, как в Z8000, до 32-битных. Как и Z8000, Z80000 позволяет комбинировать свои регистры, в этом случае используются два 32-битных регистра, которые действуют как один 64-битный. Для поддержки 16-битных данных Z8000 Z80000 может помещать два 16-битных значения в один 32-регистровый регистр.

Процессор включает в себя блок управления памятью , который обеспечивает защищенную память , важную для многозадачности , и адресацию виртуальной памяти для временного хранения оперативной памяти на жестком диске . Процессор имеет три метода доступа к памяти:

компактный режим - предназначен для небольших программ, может получить доступ только к 64 КБ (16-битные адреса, что эквивалентно несегментированному режиму Z8000). Биты адреса 31–16 всех виртуальных адресов берутся из битов адреса 31–16 программного счетчика.
сегментированный режим – 32 768 сегментов по 64 КБ (16-битный адрес; включает память от 0 до 2 ГБ) и 128 сегментов по 16 МБ (24-битный адрес; включает память от 2 до 4 ГБ), что в общей сложности составляет 4 ГБ (32-4 ГБ). битовый адрес) доступной памяти.
линейный режим – прямая доступная память 4 ГБ (32-битный адрес)

В процессоре Z80000 прерывания относятся к категории, известной как исключения. В эту категорию входят сбросы, ошибки шины, прерывания и прерывания. ^[1]

Процессор предназначен для взаимодействия с другими интегральными схемами, предназначенными для использования с Z8000, такими как Zilog Z8070 с плавающей запятой сопроцессор .

Z320 был CMOS- версией Z80000.

Линейная и сегментированная адресация

Линейные адреса использовали полный результат любых адресных вычислений и поэтому могли обращаться к любой части памяти без ограничений.

Сегментированные адреса ограничивают эффективные вычисления адреса указанным сегментом регистра базового указателя. Например, если RR2 содержит значение 0x10002000 (смещение байта 0x2000 небольшого сегмента 4096), и вы хотите получить доступ к смещению байта 0xE000 из этого указателя, окончательный эффективный адрес будет 0x10000000, поскольку переход на более высокие биты адреса предотвращено. Бит 31 базового адреса определяет, будут ли использоваться сегменты размером 64 КБ (0) или 16 МБ (1). Обратите внимание, что регистр базового адреса ( а не индексные регистры!) определяет размер и количество сегментов.

Сегмент в данном случае относится не к сегменту в стиле Intel, а к сегменту в стиле Unix.