ज़िलॉग Z8000

Z8000 ("ज़ी-" या "ज़ेड-आठ-हज़ार") एक 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर है जिसे 1979 की शुरुआत में ज़िलॉग द्वारा पेश किया गया था। आर्किटेक्चर बर्नार्ड प्यूटो द्वारा डिज़ाइन किया गया था जबकि तर्क और भौतिक कार्यान्वयन मासाटोशी द्वारा किया गया था। शिमा, लोगों के एक छोटे समूह द्वारा सहायता प्रदान की। युग के अधिकांश डिजाइनों के विपरीत, Z8000 ने माइक्रोकोड का उपयोग नहीं किया जिससे इसे केवल 17,500 ट्रांजिस्टर में लागू किया जा सके।

Z8000 [[Zilog Z80]]- संगत नहीं था, हालांकि इसमें कई अच्छी तरह से प्राप्त डिज़ाइन नोट्स शामिल थे जिन्होंने Z80 को लोकप्रिय बना दिया था। इनमें से इसके प्रोसेसर रजिस्टर को संयोजित करने और एक बड़े रजिस्टर के रूप में उपयोग करने की क्षमता थी - जबकि Z80 ने दो 8-बिट रजिस्टरों को एक 16-बिट रजिस्टर के रूप में उपयोग करने की अनुमति दी, Z8000 ने दो 16-बिट की अनुमति देकर इसका विस्तार किया 32-बिट रजिस्टर के रूप में संचालित करने के लिए रजिस्टर करता है, या 64-बिट रजिस्टर के रूप में संचालित करने के लिए चार। ये संयुक्त रजिस्टर गणितीय कार्यों के लिए विशेष रूप से उपयोगी थे।

हालांकि यह अपने युग के लिए एक आकर्षक डिजाइन था, और 1980 के दशक की शुरुआत में इसका कुछ उपयोग देखा गया था, यह कभी भी Z80 जितना लोकप्रिय नहीं था। यह 16-बिट इंटेल 8086 (अप्रैल 1978) के बाद जारी किया गया था और कम खर्चीले इंटेल 8088 के समान समय, और मोटोरोला 68000 (सितंबर 1979) से कुछ महीने पहले, जिसमें 32-बिट निर्देश सेट आर्किटेक्चर था और मोटे तौर पर था दुगुनी तेजी से।

Zilog Z80000 एक 32-बिट फॉलो-ऑन डिज़ाइन था, जिसे 1986 में लॉन्च किया गया था।

विशेषताएं
Z8000 को शुरू में दो संस्करणों में भेजा गया था; Z8001 एक पूर्ण 23-बिट बाहरी पता बस के साथ इसे 8 मेगाबाइट मेमोरी तक पहुंचने की अनुमति देता है, और Z8002, जो 64 किलोबाइट मेमोरी की अनुमति देने के लिए केवल 16-बिट एड्रेसिंग का समर्थन करता है। इसने Z8002 को आठ कम पिनों की अनुमति दी, एक छोटे 40-पिन दोहरे इनलाइन पैकेज प्रारूप में शिपिंग जिसने इसे लागू करने के लिए कम खर्चीला बना दिया।

श्रृंखला को बाद में क्रमशः Z8003 और Z8004, Z8001 और Z8002 के अद्यतन संस्करणों को शामिल करने के लिए विस्तारित किया गया था। इन संस्करणों को आभासी मेमोरी के लिए बेहतर समर्थन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, विभाजन दोष (परीक्षण और सेट) को इंगित करने के लिए नए स्थिति रजिस्टरों को जोड़ना और एक निरस्त क्षमता प्रदान करना।

रजिस्टर
प्रोसेसर रजिस्टर में सोलह 16-बिट सामान्य प्रयोजन रजिस्टर शामिल थे, जिन्हें R0 से R15 तक लेबल किया गया था। रजिस्टरों को आठ 32-बिट रजिस्टरों में जोड़ा जा सकता है, जिन्हें RR0/RR2/../RR14 लेबल किया गया है, या चार 64-बिट रजिस्टरों में, RQ0/RQ4/RQ8/RQ12 लेबल किया गया है। पहले आठ रजिस्टरों को भी सोलह 8-बिट रजिस्टरों में उप-विभाजित किया जा सकता है, जिन्हें RL0 लेबल किया गया है, हालांकि निचले बाइट के लिए RL7 और ऊपरी (उच्च) बाइट के लिए RH7 के माध्यम से RH0। रजिस्टर R15 को स्टैक (डेटा स्ट्रक्चर) पॉइंटर (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग) के रूप में नामित किया गया है। Z8001 पर, रजिस्टर R14 का उपयोग स्टैक पॉइंटर में एक निश्चित ऑफ़सेट जोड़ने के लिए किया जाता है, और समान ऑफ़सेट को शामिल करने के लिए कार्यक्रम गणक को 32-बिट्स तक विस्तारित किया जाता है।

ध्वज रजिस्टर में बिट 14 द्वारा चयनित उपयोगकर्ता मोड (सामान्य) और पर्यवेक्षक मोड दोनों थे। पर्यवेक्षक मोड में, स्टैक रजिस्टर सिस्टम स्टैक की ओर इशारा करते हैं और सभी विशेषाधिकार प्राप्त निर्देश उपलब्ध हैं। उपयोगकर्ता मोड में, स्टैक रजिस्टर सामान्य स्टैक को इंगित करता है और सभी विशेषाधिकार प्राप्त निर्देश एक गलती उत्पन्न करेंगे। अलग-अलग मोड और स्टैक होने से उपयोगकर्ता प्रोग्राम और एक ऑपरेटिंग सिस्टम के बीच संदर्भ स्विच के प्रदर्शन में बहुत वृद्धि होती है।



मेमोरी हैंडलिंग
इससे पहले Z80 की तरह, Z8000 में गतिशील रैम को स्वचालित रूप से रीफ्रेश करने के लिए एक सिस्टम शामिल था। अधिकांश प्रणालियों में यह सामान्य रूप से वीडियो प्रदर्शन नियंत्रक या बाहरी तर्क द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह एक अलग रिफ्रेश काउंटर (आरसी) रजिस्टर के माध्यम से कार्यान्वित किया गया था जो स्मृति के वर्तमान अद्यतन पृष्ठ को रखता था। आरसी के सबसे महत्वपूर्ण बिट, बिट 15 को 1 पर सेट करके सुविधा को चालू किया गया है। निम्नलिखित छह बिट्स, 14 से 9 तक एक दर है, जिसे प्रत्येक चौथे घड़ी चक्र के संदर्भ में मापा जाता है। एक मानक 4 मेगाहर्ट्ज घड़ी के साथ, जो हर 1 से 64 माइक्रोसेकंड पर रिफ्रेश कॉल करने की अनुमति देती है। शेष 8 बिट ताज़ा करने के लिए स्मृति में एक पंक्ति का चयन करें। Z8000 ने 7-बिट खंड संख्या और 16-बिट ऑफ़सेट के साथ खंडित स्मृति मानचित्र का उपयोग किया। दोनों नंबरों को Z8001 पर पिन द्वारा दर्शाया गया था, जिसका अर्थ है कि यह सीधे 23-बिट मेमोरी, या 8 एमबी को संबोधित कर सकता है। निर्देश केवल 16-बिट ऑफ़सेट तक सीधे पहुंच सकते हैं। इसने निर्देश प्रारूप को छोटा करने की अनुमति दी; 23-बिट पते तक सीधी पहुंच वाली प्रणाली को कोड में निर्दिष्ट प्रत्येक पते के लिए स्मृति से तीन बाइट (24-बिट) पढ़ने की आवश्यकता होगी, इस प्रकार 16-बिट बस पर दो पढ़ने की आवश्यकता होगी। खंडों के साथ, पतों को केवल एक 16-बिट पढ़ने की आवश्यकता होती है जिसे पूरा पता बनाने के लिए खंड संख्या में जोड़ा जाता है। खंड संख्या को केवल तभी अपडेट करने की आवश्यकता होती है जब डेटा 16-बिट/64 केबी सीमाओं को पार कर जाता है। आंतरिक रूप से प्रदर्शित होने पर, पते सभी 32 बिट लंबे थे। इसमें ऊपरी 16-बिट शब्द शामिल था जिसमें बिट 15 में अग्रणी 0, 7-बिट खंड संख्या और फिर 8 शून्य थे। इसे स्टोर करने के लिए अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है, क्योंकि प्रत्येक 23-बिट पते में 32 बिट्स रजिस्टर स्पेस का उपयोग किया जाता है, लेकिन पतों को 16-बिट रजिस्टरों में सफाई से संग्रहीत करने की अनुमति दी जाती है और स्टैक से अधिक आसानी से धकेला और पॉप किया जा सकता है, जो कि 16-बिट शब्द। वैकल्पिक 48-पिन Z8010 स्मृति प्रबंधन इकाई (MMU) ने CPU से 23-बिट एड्रेस को 24-बिट एड्रेस में ट्रांसलेट करके मेमोरी मैप को 16 एमबी तक बढ़ा दिया। आंतरिक रूप से, यह रैम में उस सेगमेंट के भौतिक स्थान के लिए 64 सेगमेंट और 8-बिट पॉइंटर की एक सूची रखता है। जब सीपीयू ने एक विशेष खंड तक पहुंचने का प्रयास किया, तो Z8010 पता बस में 8-बिट पते में अनुवाद करेगा, और फिर अपरिवर्तित पर 16-बिट ऑफ़सेट पास करेगा। इसने कई कार्यक्रमों को भौतिक रैम में फैलाने की अनुमति दी, प्रत्येक को काम करने के लिए अपना स्थान दिया, जबकि यह विश्वास करते हुए कि वे पूरे 8 एमबी रैम तक पहुंच रहे थे। 64 सेगमेंट से संपूर्ण मेमोरी तक पहुंचने की अनुमति देने के लिए सेगमेंट परिवर्तनशील लंबाई के थे, जो 64 केबी तक विस्तृत थे। यदि 64 से अधिक खंडों की आवश्यकता होती है, तो एकाधिक Z8010 का उपयोग किया जा सकता है। लॉन्च के समय Z8010 उपलब्ध नहीं था, और अंततः नौ महीने से एक साल देर हो गई। Z8003/Z8004 की रिलीज़ के साथ, Z8015 को लाइनअप में जोड़ा गया, पृष्ठांकित स्मृति सपोर्ट जोड़ा गया। मुख्य अंतर यह है कि Z8015 मेमोरी को 64 2 KB ब्लॉक में विभाजित करता है, जबकि Z8010 मेमोरी को 64 चर-आकार के ब्लॉक में विभाजित करता है, प्रत्येक 64 KB तक। इसके अतिरिक्त, Z8015 खंड संख्या को 7 से 12 बिट्स तक विस्तारित करता है, और फिर मूल 16-बिट ऑफ़सेट के ऊपरी बिट्स को ओवरराइड करते हुए, 23-बिट समग्र पते के सबसे महत्वपूर्ण बिट्स के रूप में उनका उपयोग करता है। इस एक्सेस स्कीम का लाभ यह है कि हार्ड ड्राइव पर 2 KB ब्लॉक को पढ़ना या लिखना आसान है, इसलिए यह पैटर्न अधिक निकटता से मेल खाता है कि अंततः एक segfault पर क्या होगा।

अन्य विशेषताएं
Z8000 पर पाई जाने वाली एक असामान्य विशेषता, जो आमतौर पर मिनी कंप्यूटर से जुड़ी होती है, वेक्टर बाधा डालना्स के लिए प्रत्यक्ष समर्थन थी। इंटरप्ट का उपयोग बाहरी उपकरणों द्वारा प्रोसेसर को सूचित करने के लिए किया जाता है कि कुछ शर्त पूरी हो गई है; एक सामान्य उपयोग यह इंगित करना है कि फ्लॉपी डिस्क पढ़ने जैसी धीमी प्रक्रिया से डेटा अब उपलब्ध है और सीपीयू डेटा को मेमोरी में पढ़ सकता है।

आम तौर पर छोटी मशीनों पर, एक व्यवधान विशेष कोड को चलाने का कारण बनता है जो विभिन्न स्थिति बिट्स और मेमोरी स्थानों की जांच करता है ताकि यह तय किया जा सके कि वास्तव में किस उपकरण को व्यवधान कहा जाता है और क्यों। कुछ डिज़ाइनों में, विशेष रूप से जो रीयलटाइम कंप्यूटिंग के लिए अभिप्रेत हैं, किसी विशेष डिवाइस को संभालने वाले कोड के लिए कुछ मेमोरी को पॉइंटर्स या वैक्टर के सेट के रूप में अलग रखा जाता है। व्यवधान पैदा करने वाले उपकरण तब कुछ स्थिति निर्धारित करते हैं, आमतौर पर सीपीयू पर पिन के माध्यम से, एक सदिश रुकावट संख्या, एन को इंगित करने के लिए।. यह इंटरप्ट हैंडलिंग कोड को सरल बनाने के साथ-साथ अतिरिक्त ऑपरेशन चलाने से बचकर इंटरप्ट सर्विसिंग को बहुत तेज कर सकता है।

Z8000 में, एक नया रजिस्टर वैक्टर, न्यू प्रोग्राम स्टेटस एरिया पॉइंटर का समर्थन करता है। यह एक रजिस्टर में एक मेमोरी एड्रेस के समान था, जिसमें दो 16-बिट मान शामिल थे, जिसमें ऊपरी 16-बिट्स खंड संख्या रखते थे। निचले 16-बिट्स को तब आधे में विभाजित किया गया था, ऊपरी 8-बिट में ऑफसेट और निचले 8-बिट्स खाली थे। किसी विशेष वेक्टर को कॉल करने के लिए, बाहरी डिवाइस ने पता बस पर कम 8-बिट्स (या कुछ मामलों में 9) प्रस्तुत किए, और पूर्ण वेक्टर पता तब तीन मानों से बनाया गया था।

Z8000 सीपीयू आधारित सिस्टम
1980 के दशक की शुरुआत में, Zilog Z8000 CPU डेस्कटॉप-आकार की यूनिक्स मशीनों के लिए लोकप्रिय था। नेटवर्किंग के सामान्य होने से पहले इन कम लागत वाली यूनिक्स प्रणालियों ने छोटे व्यवसायों को एक वास्तविक बहु-उपयोगकर्ता प्रणाली चलाने और संसाधनों (डिस्क, प्रिंटर) को साझा करने की अनुमति दी। उनके पास आमतौर पर बिल्ट-इन ग्राफिक्स के बजाय केवल RS-232 आनुक्रमिक द्वार (4-16) और समानांतर पोर्ट होते थे, जैसा कि उस समय के सर्वर के लिए विशिष्ट था।

Z8000-आधारित कंप्यूटर सिस्टम में Zilog की अपनी सिस्टम 8000 श्रृंखला, साथ ही अन्य निर्माता शामिल हैं:
 * जनवरी 1980: गोमेद सिस्टम्स द्वारा बनाए गए C8002 ने Z8001 का इस्तेमाल किया, [[ओनिक्स सिस्टम्स III]] चलाया, C और फोरट्रान 77 कंपाइलर्स के साथ आया, और साथ ही एक COBOL कंपाइलर भी उपलब्ध था। इसमें 8 सीरियल पोर्ट, 1 QIC टेप ड्राइव, एक सिंगल 8 हार्ड ड्राइव और लागत ~$25k थी। मुख्य प्रोसेसर ने डिस्क, टेप और सीरियल IO संचालन को एक दूसरे बोर्ड पर Z80 प्रोसेसर पर लोड किया। * 1982: ओलिवेटी M20, एक गैर-आईबीएम-संगत पीसी जो ओलिवेटी पीसीओएस चलाती थी, जो कॉसमॉस या सीपी/एम 8000 का व्युत्पन्न है। * 1980-1986: ओलिवेत्ति लाइनिया 1 एस1000, एस6000, एम30, एम40, एम50, एम60, एम70। ओलिवेटी के ये मिनीकंप्यूटर सभी BCOS/COSMOS चलाते थे। * 1985: रद्द किया गया कमोडोर 900 कंप्यूटर प्रोजेक्ट
 * 1987-1989: पूर्वी जर्मन EAW (इलेक्ट्रो-अपरेट-वेर्के) ने Z8000 के पूर्वी जर्मन U8000 क्लोन पर आधारित वर्कस्टेशन/मल्टीयूज़र सिस्टम P8000 का उत्पादन किया।

Zilog S8000 कंप्यूटर यूनिक्स के एक संस्करण के साथ आया जिसे ZEUS (Zilog वर्धित यूनिक्स सिस्टम) कहा जाता है। ज़ीउस यूनिक्स संस्करण 7 का एक बंदरगाह था और इसमें वह शामिल था जिसे 'बर्कले एन्हांसमेंट' कहा जाता था। ज़ीउस में आरएम/कोबोल (रयान मैकफारलैंड कोबोल) नामक कोबोल का एक संस्करण शामिल था। RM/COBOL की उपलब्धता ने कई व्यावसायिक अनुप्रयोगों को जल्दी से S8000 कंप्यूटर में पोर्ट करने की अनुमति दी, हालांकि इससे इसकी दीर्घकालिक सफलता में मदद नहीं मिली। S8000 को संयुक्त राज्य में आंतरिक राजस्व सेवा और कर तैयार करने वालों के साथ कुछ सफलता मिली, जिन्होंने इलेक्ट्रॉनिक रूप से दायर कर रिटर्न के प्रसंस्करण के लिए मॉडल का उपयोग किया।

Xenix ऑपरेटिंग सिस्टम का एक Z8000 संस्करण था।

नामको ने अपने पोल पोजीशन और पोल पोजीशन II आर्केड गेम्स में Z8000 सीरीज का इस्तेमाल किया। मशीनों ने दो Z8002, Z8000 के 64 केबी संस्करणों का उपयोग किया।

सैन्य डिजाइनों के भीतर डिवाइस को शामिल करने की सूचना दी शायद Zilog Z16C01/02 CPUs के आकार में हाल तक Z8000 के निरंतर अस्तित्व के लिए एक स्पष्टीकरण प्रदान करता है। साथ ही, सेंट्रल एयर डेटा कंप्यूटर | स्टैंडर्ड सेंट्रल एयर डेटा कंप्यूटर (एससीएडीसी) Z8002 का उपयोग कर रहा था। Zilog से जीवन समाप्ति का नोटिस 2012 में भेजा गया था।

सीमित सफलता
जबकि Z8000 ने 1980 के दशक की शुरुआत में कुछ उपयोग देखा था, इसे अन्य डिजाइनों के लिए अपेक्षाकृत जल्दी से पारित कर दिया गया था। Zilog के तत्कालीन सीईओ फेडेरिको फागिन ने बाद में सुझाव दिया कि यह Exxon की उद्यम पूंजी शाखा, Exxon Enterprises के साथ Zilog की वित्तपोषण व्यवस्था के कारण था। एंटरप्राइजेज ने कंप्यूटर क्षेत्र में कई निवेश किए थे, और 1980 के दशक की शुरुआत तक बड़े सिस्टम स्पेस में खुद को आईबीएम के प्रतियोगी के रूप में स्थापित कर रहा था। फागिन का सुझाव है कि इस प्रकार आईबीएम ने ज़िलॉग को एक प्रतियोगी के रूप में देखा, और परिणामस्वरूप Z8000 पर विचार करने से इनकार कर दिया। हालाँकि, 1980 के दशक की शुरुआत में डिजाइनरों के लिए उपलब्ध विकल्पों की एक परीक्षा से पता चलता है कि Z8000 अधिक लोकप्रिय नहीं होने के और भी कारण हैं:

बाइट चलनी के असेंबली भाषा संस्करणों की तुलना करने पर, कोई देखता है कि 5.5 मेगाहर्ट्ज Z8000 का 1.1 सेकंड प्रभावशाली है जब इसकी जगह 8-बिट डिज़ाइन की तुलना की जाती है, जिसमें ज़िलॉग का 6.8 सेकंड पर 4 मेगाहर्ट्ज Z80 और 13.9 पर लोकप्रिय 1 मेगाहर्ट्ज़ एमओएस 6502 शामिल है। यहां तक ​​कि नया 1 मेगाहर्ट्ज मोटोरोला 6809 भी 5.1 सेकेंड पर काफी धीमा था। यह 8 मेगाहर्ट्ज इंटेल 8086 के मुकाबले भी अच्छा प्रदर्शन करता है, जो 1.9 सेकंड में बदल जाता है, या कम खर्चीला 5 मेगाहर्ट्ज इंटेल 8088 4 सेकंड में बदल जाता है। जबकि Intel प्रोसेसर आसानी से Z8001 से बेहतर प्रदर्शन कर रहे थे, उन्हें 40-पिन DIP में पैक किया गया था, जिससे उन्हें 48-पिन Z8001 की तुलना में लागू करना कम खर्चीला हो गया था। Z8002 में 40-पिन पैकेज का भी इस्तेमाल किया गया था, लेकिन इसमें 16-बिट एड्रेस बस थी जो केवल 64 केबी रैम तक पहुंच सकती थी, जबकि इंटेल प्रोसेसर में 20-बिट बस थी जो 1 एमबी रैम तक पहुंच सकती थी। आंतरिक रूप से, Z8000 के 23-बिट पते 16-बिट आधार पते और अलग खंड रजिस्टरों का उपयोग करके इंटेल की सरल प्रणाली की तुलना में अधिक जटिल थे। कम लागत वाले विकल्प की तलाश करने वालों के लिए बड़ी मात्रा में मेमोरी (तब क्या था) तक पहुंचने में सक्षम, इंटेल डिजाइन प्रतिस्पर्धी थे और एक साल पहले उपलब्ध थे। शुद्ध प्रदर्शन की तलाश करने वालों के लिए, Z8000 1979 की शुरुआत में उपलब्ध सबसे तेज़ CPU था। लेकिन यह केवल कुछ महीनों की अवधि के लिए ही सही था। 16/32-बिट 8 मेगाहर्ट्ज मोटोरोला 68000 उसी वर्ष बाद में बाजार में आया और उसी सीव परीक्षण पर 0.49 सेकंड के समय में मुड़ता है, Z8000 की तुलना में दोगुनी तेजी से। हालाँकि इसने 64-पिन डीआईपी लेआउट का उपयोग किया, जो 40-पिन से अधिक पर जाने के इच्छुक थे, उनके लिए यह भुगतान करने के लिए एक छोटी सी कीमत थी जो कि इसके युग का अब तक का सबसे तेज़ प्रोसेसर था। इसके 32-बिट निर्देश और रजिस्टर, फ्लैट 16 एमबी एड्रेसिंग के साथ 24-बिट एड्रेस बस के साथ मिलकर, इसे डिजाइनरों के लिए और अधिक आकर्षक बनाते हैं, जिसे फागिन स्वीकार करते हैं। इसकी समस्याओं को जोड़ने के लिए, जब Z8000 पहली बार जारी किया गया था तो इसमें कई बग शामिल थे। यह इसके जटिल निर्देश डिकोडर के कारण था, जो युग के अधिकांश प्रोसेसरों के विपरीत, माइक्रोकोड का उपयोग नहीं करता था और सीधे सीपीयू में लागू तर्क पर निर्भर था। इसने डिजाइन को माइक्रोकोड स्टोरेज और संबंधित डिकोडिंग लॉजिक को खत्म करने की अनुमति दी, जिससे ट्रांजिस्टर की संख्या 17,500 तक कम हो गई। इसके विपरीत, समकालीन इंटेल 8088 ने 29,000 ट्रांजिस्टर का उपयोग किया, जबकि मोटोरोला 68000 कुछ महीनों बाद 68,000 इस्तेमाल किया।

दूसरा स्रोत
कई तृतीय पक्षों ने AMD, STMicroelectronics|SGS-Ates, Toshiba और Sharp Corporation सहित Z8000 का निर्माण किया।  AMD Z8002APC 1.jpg|एएमडी Z8002APC MME UB8001C 1.jpg|कंबाइन माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक एरफर्ट|वीईबी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक कार्ल मार्क्स एरफर्ट (एमएमई) UB8001C Sharp LH8002P 1.jpg|तीव्र निगम LH8002P 