Микропроцессорный комплект cерии КР580

Микропроцессорный комплект cерии КР580 — набор микросхем, аналогичных набору микросхем Intel 82xx. Использовался в отечественных компьютерах, таких как Радио 86РК, ЮТ-88, Микроша, и т. д. Представляет собой 8-разрядный комплект на основе n-МОП технологии. Система команд СМ1800, ГОСТ 11305.910-80.

КР580ВМ80А — 8-разрядный микропроцессор, полный аналог микропроцессора Intel i8080 (1974 год). Является основным элементом микропроцессорного комплекта серии КР580. В различных вариантах выпускался с конца 1970-х годов (наиболее раннее из упоминаний — использован в прототипе компьютера СМ1800, 1979 год) до середины 1990-х годов. Изначально выпускался под названием К580ИК80, представляя собой клон i8080 в 44-выводном планарном металлокерамическом корпусе. Впоследствии был выпущен вариант для широкого применения, КР580ИК80А, являющийся полным клоном i8080A — в стандартном пластиковом корпусе PDIP40, с цоколёвкой, соответствующей оригинальному i8080A. В 1986 году, после изменения советской системы обозначений микросхем, получил название КР580ВМ80А, получившее наибольшую известность. Штатная тактовая частота для процессора К580ИК80А — 2 МГц, для КР580ИК80А и КР580ВМ80А — до 2,5 МГц (теоретически позволял работать на более высокой частоте). Каждая команда выполняется за 1..5 машинных циклов, каждый из которых состоит из 3..5 тактов. Таким образом средняя производительность оценивается на уровне 200..300 тыс. оп/c на частоте 2 МГц. Процессор содержал 4500 транзисторов по технологии 6 мкм n-МДП (данные для i8080, но для КР580ВМ80А вероятно должны быть аналогичными). Микропроцессор имел раздельные 16-разрядную шину адреса и 8-разрядную шину данных. 16-разрядная шина адреса обеспечивает прямую адресацию внешней памяти объемом до 64 Кбайт и 256 устройств ввода/вывода.

Помимо процессора КР580ВМ80А, ориентированного на широкое применение, выпускался военный вариант — 580ВМ80. Он отличался исполнением в металлокерамическом корпусе CDIP40, и являлся клоном i8080 (тактовая частота — 2 МГц).

Изначально выпускался НПО «Кристалл» (г. Киев, Украина), впоследствии на заводах «Днепр» (г. Херсон, Украина), «Квантор» (Тернопольская обл., Украина), «Родон» (г. Иваново-Франковск, Украина), «Квазар» (г. Киев, Украина), «Электроприбор» (г. Фрязино, Россия).

В свое время данный процессор приобрел широкую популярность для построения различных контроллеров, терминалов и персональных компьютеров, например:

Апогей БК-01

Башкирия-2М

Вектор-06Ц

Ириша

ПК8000 (Сура, Веста)

КУВТ Корвет ПК8010/ПК8020

Микроша

Орион-128

Партнер 01.01

Радио 86РК

СМ-1800

Специалист

ЮТ-88

Львов ПК-01 и т. д.

Также он применялся в ряде советских игровых автоматов, например в ТИА-МЦ-1.

Особенности

Так же, как и предшественник 580ИК80, процессор требовал трех источников питания: −5В, +12В и +5В, но прекрасно работал от одного +5В при подаче +5В вместо +12В и земли вместо −5В. Для выработки тактовых сигналов по спецификации рекомендовалось применять внешнюю микросхему КР580ГФ24.

КР580ВМ80А имеет 12 недокументированных команд (аналогично 8080). Опкоды #08, #10, #18, #20, #28, #30, #38 являются аналогами операции NOP; опкод #CB является аналогом JMP; опкоды #DD, #ED, #FD являются аналогами CALL; опкод #D9 является аналогом RET. Существует информация, что КР580ВМ80А отличался от зарубежного оригинала i8080 наличием двух дополнительных недокументированных команд (тем не менее задействованных в некоторых компьютерах на базе этого чипа, в частности в ПК Вектор-06Ц). Однако, помимо перечисленных выше кодов операций, все остальные операции задокументированы, больше свободных кодов нет.

Дальнейшее развитие

Также, как и для оригинального Intel 8080, дальнейшим развитием явился выпуск клона Intel 8085. В СССР он назывался ИМ1821ВМ85А и ИКР1821ВМ85А.

Также существовала модель процессора КР580ВМ1 — значительно улучшенная и более быстрая версия КР580ВМ80А. Прямых зарубежных аналогов нет. Штатное одинарное питание +5 В. Частота до 5 МГц. Адресуемая память 128 КБ. Выпускался на киевском заводе «Квазаp».

Позднее сразу на нескольких заводах был налажен выпуск клона Zilog Z80. Имел названия Т34ВМ1 и КР1858ВМ1 (Ангстрем). Вероятно, потребность в нем возникла в связи с широким распространением персональных компьютеров Sinclair ZX Spectrum. Также многие заводы занимались только корпусированием готовых кристаллов, например тайваньских или немецких U880, а не выпускали их.

КР580ВИ53 — электронный компонент, микросхема программируемого трёхканального таймера и счётчика интервалов. Входит в состав микропроцессорного комплекта КР580. Является отечественным аналогом (копией) микросхемы Intel 8253. Предназначена для формирования сигналов с различными параметрами, а также для подсчёта входных импульсов. Содержит три равноправных независимых канала счёта, каждый имеет 16-разрядный счётчик, которые могут работать в нескольких различных режимах.

Микросхема выпускалась в двух версиях, КР580ВИ53 (i8253) с максимальной рабочей частотой 2 МГц, и КР580ВИ53Д (i8253-5) c максимальной рабочей частотой 2.5 МГц. Исполнение — пластмассовый корпус DIP24, широкий.

В отечественных бытовых компьютерах КР580ВИ53 нередко использовалась в нетрадиционном для её оригинального варианта (i8253) качестве — микросхемы звукогенератора. В частности, в подобном применении её можно встретить в компьютере Вектор-06Ц и в игровом автомате ТИА-МЦ-

КР580ГФ24 — электронный компонент, микросхема специализированного генератора тактовых импульсов (ГТИ), входящая в микропроцессорный комплект серии КР580. Предназначена для совместной работы с ЦПУ КР580ВМ80А. Является аналогом микросхемы Intel 8224. Напряжения питания — +5 В, +12 В. Тип корпуса — DIP16.

Микросхема формирует: тактовые сигналы C1 и C2 cо взаимосмещёнными фронтами; тактовый сигнал C, по уровню совместимый с ТТЛ и синхронизированный с сигналом C2; сигнал STB# «Строб состояния», который, поступая на системный контроллер, фиксирует состояние шины данных микропроцессора; сигнал RESET «Установка».

Генератор опорной частоты при подключении к выводам X1 и X2 кварцевого резонатора обеспечивает высокую стабильность частоты, определяемую основной частотой возбуждения кварцевого резонатора, резонансная частота которого должна быть в 9 раз больше выбранной тактовой частоты микропроцессора. При частоте резонатора более 10 МГц необходимо последовательно в цепи подсоединить керамический конденсатор емкостью 3 — 10 пФ.

Выход генератора опорной частоты выведен на внешний вывод OSC и соединён внутри микросхемы со счетчиком-делителем, входящим в состав тактового генератора. Тактовый генератор состоит из счетчика-делителя на 9, логических дешифраторов, формирующих требуемые тактовые импульсы, выходных формирователей и вспомогательных логических схем и триггеров для генерации выходных сигналов: C1, C2, C, STB#. Тактовые импульсы C1 и C2 амплитудой 12 В управляют МОП-входами микропроцессора КР580ВМ80А. Тактовый импульc C используется для управления ТТЛ-входами в режиме прямого обращения к памяти.

Инверсный сигнал STB#, длительность которого равна одному периоду частоты опорного генератора, формируется микросхемой КР580ГФ24 при поступлении на ее вход с микропроцессора КР580ВМ80А сигнала SYN «Синхронизация», свидетельствующего о начале машинного цикла. При поступлении входного сигнала RESIN# микросхема КР580ГФ24 с помощью триггера Шмитта и триггера Т1 вырабатывает сигнал RESET, синхронизированный с тактовым сигналом C2, По сигналу RESET осуществляется установка в исходное состояние различных устройств микропроцессорной системы. Наличие в микросхеме триггера Шмитта позволяет подавать на вход RESIN# сигнал с пологим фронтом. С помощью триггера Т2 осуществляется стробирование входного сигнала RDYIN «Готовность» тактовым сигналом C2.