ज़िलॉग Z8000: Difference between revisions

{{Short description|16-bit microprocessor}}

 

{{Infobox CPU

| name          = Zilog Z8000

| caption      = Z8001 on the motherboard of an Olivetti M20 computer

| designer      = Zilog

Z8000 ("ज़ी-" या "ज़ेड-आठ-हज़ार") एक [[16-बिट]] [[माइक्रोप्रोसेसर]] है जिसे 1979 के प्रारंभ में ज़िलॉग द्वारा प्रस्तुत किया गया था। निर्माण कला बर्नार्ड प्यूटो द्वारा डिज़ाइन किया गया था जबकि तर्क और भौतिक कार्यान्वयन मासाटोशी द्वारा किया गया था, जो लोगों के एक छोटे समूह द्वारा सहायता प्रदान की गई थी। युग के अधिकांश डिजाइनों के विपरीत, Z8000 ने [[माइक्रोकोड]] का उपयोग नहीं किया जिससे इसे मात्र 17,500 ट्रांजिस्टर में लागू किया जा सके।

Z8000 [[[[Zilog|ज़िलॉग]] Z80]]- संगत नहीं था, यद्यपि   इसमें कई ठीक प्रकार से प्राप्त डिज़ाइन टिप्पणियाँ सम्मिलित थी 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 चार 64-बिट रजिस्टर के रूप में संचालित करने के लिए। ये संयुक्त रजिस्टर गणितीय कार्यों के लिए विशेष रूप से उपयोगी थे।

यद्यपि   यह अपने युग के लिए एक आकर्षक डिजाइन था, और 1980 के दशक के प्रारंभ 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 पूर्व , जिसमें 32-बिट निर्देश समूह निर्माण कला था और साधारणतया था दुगुनी तीव्रता से।

[[Zilog Z80000|ज़िलॉग Z80000]] एक 32-बिट फॉलो-ऑन डिज़ाइन था, जिसे 1986 में जारी किया गया था।

| colspan="16" | '''Main registers'''

|colspan="19" | '''Status register'''

| colspan="19" | '''Program counter'''

| colspan="7"| Segment

| style="text-align:center;" colspan="16"| Address

Z8000 को प्रारम्भ में दो संस्करणों में भेजा गया था; Z8001 एक पूर्ण 23-बिट बाहरी [[पता बस|एड्रेस बस]] के साथ इसे 8 मेगाबाइट मेमोरी तक पहुंचने की अनुमति देता है, और Z8002, जो 64 किलोबाइट मेमोरी की अनुमति देने के लिए मात्र 16-बिट पताभिगमन 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 सम्मिलित करने के लिए विस्तारित किया गया था। इन संस्करणों को [[आभासी मेमोरी|वास्तविक मेमोरी]] के लिए श्रेष्ठ समर्थन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, विभाजन दोष (परीक्षण और समूह) को इंगित करने के लिए नवीन   स्थिति रजिस्टरों को जोड़ना और एक निरस्त क्षमता प्रदान करना।

प्रोसेसर रजिस्टर में सोलह 16-बिट सामान्य प्रयोजन रजिस्टर सम्मिलित 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। पूर्व आठ रजिस्टरों को भी सोलह 8-बिट रजिस्टरों में उप-विभाजित किया जा सकता है, जिन्हें RL0 लेबल किया गया है, यद्यपि   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 ऑफसेट जोड़ने के लिए किया जाता है, और समान ऑफसेट को सम्मिलित करने के लिए [[कार्यक्रम गणक|प्रोग्राम गणक]] को 32-बिट्स तक विस्तारित किया जाता है।

[[File:Zilog_Z8002_die.JPG|right|180px|thumb|ज़िलॉग Z8002 का डाई (एकीकृत सर्किट)।]]

इससे पूर्व Z80 के जैसे, Z8000 में [[गतिशील रैम]] को स्वचालित रूप से रीफ्रेश करने के लिए एक प्रणाली सम्मिलित था। अधिकांश प्रणालियों में यह सामान्य रूप से [[वीडियो प्रदर्शन नियंत्रक|वीडियो प्रोग्राम नियंत्रक]] या बाहरी तर्क द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह एक अलग रिफ्रेश काउंटर (आरसी) रजिस्टर के माध्यम से कार्यान्वित किया गया था जो मेमोरी के वर्तमान अद्यतन पृष्ठ को रखता था। आरसी के सबसे महत्वपूर्ण बिट, बिट 15 को 1 पर समूह करके सुविधा को प्रारम्भ 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 प्रत्येक 1 से 64 माइक्रोसेकंड पर रिफ्रेश कॉल करने की अनुमति देती है। शेष 8 बिट रिफ्रेश करने के लिए मेमोरी में एक पंक्ति का चयन करें।{{sfn|Abramovitz|Enger|Ingraham|Jacobson|1981|pp=6.5, 6.28}}

Z8000 ने 7-बिट खंड संख्या और 16-बिट ऑफसेट के साथ खंडित मेमोरी प्रतिचित्र का उपयोग किया। दोनों संख्याओं 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।{{sfn|Abramovitz|Enger|Ingraham|Jacobson|1981|p=6.19}} निर्देश मात्र 16-बिट ऑफसेट तक सीधे पहुंच सकते हैं। इसने निर्देश प्रारूप को छोटा करने की अनुमति दी; 23-बिट एड्रेस तक सीधी पहुंच वाली प्रणाली को कोड में निर्दिष्ट प्रत्येक एड्रेस के लिए मेमोरी से तीन बाइट (24-बिट) पढ़ने की आवश्यकता होगी, इस प्रकार 16-बिट बस पर दो पढ़ने की आवश्यकता होगी। खंडों के साथ, एड्रेस को मात्र एक 16-बिट पढ़ने की आवश्यकता होती है जिसे पूरा एड्रेस बनाने के लिए खंड संख्या में जोड़ा जाता है। खंड संख्या को मात्र तभी अपडेट करने की आवश्यकता होती है जब डेटा 16-बिट/64 केबी सीमाओं को पार कर जाता है।{{sfn|Abramovitz|Enger|Ingraham|Jacobson|1981|p=6.3}}

आंतरिक रूप से प्रदर्शित होने पर, एड्रेस सभी 32 बिट लंबे थे। इसमें ऊपरी 16-बिट शब्द सम्मिलित था जिसमें बिट 15 में अग्रणी 0, 7-बिट खंड संख्या और फिर 8 शून्य थे। इसे संगृहीत करने के लिए अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है, क्योंकि प्रत्येक 23-बिट एड्रेस में 32 बिट्स रजिस्टर स्थान का उपयोग किया जाता है, परन्तु एड्रेस को 16-बिट रजिस्टरों में सफाई से संग्रहीत करने की अनुमति दी जाती है और स्टैक से अधिक आसानी से बढ़ाया और पॉप किया जा सकता है, जो कि 16-बिट शब्द।{{sfn|Abramovitz|Enger|Ingraham|Jacobson|1981|p=6.6}}

वैकल्पिक 48-पिन Z8010 [[स्मृति प्रबंधन इकाई|मेमोरी प्रबंधन इकाई]] (MMU) ने CPU से 23-बिट एड्रेस को 24-बिट एड्रेस में अनुवाद करके मेमोरी प्रतिचित्र को 16 एमबी तक बढ़ा दिया। आंतरिक रूप से, यह रैम में उस खंडों के भौतिक स्थान के लिए 64 खंडों और 8-बिट पॉइंटर की एक सूची रखता है। जब सीपीयू ने एक विशेष खंड तक पहुंचने का प्रयत्न किया, तो Z8010 एड्रेस   बस में 8-बिट एड्रेस में अनुवाद करेगा, और फिर अपरिवर्तित पर 16-बिट ऑफसेट समीप करेगा। इसने कई प्रोग्रामों 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 खंडों से संपूर्ण मेमोरी तक पहुंचने की अनुमति देने के लिए खंडों 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।<ref name="mmu" /> जारी के समय Z8010 उपलब्ध नहीं था, और अंततः नौ महीने से एक वर्ष विलंब हो गई।{{sfn|OHP_2010_Z8000|p=20}}

Z8003/Z8004 के जारी करने के साथ, Z8015 को पंक्ति में जोड़ा गया, [[पृष्ठांकित स्मृति|पृष्ठांकित मेमोरी]] सपोर्ट जोड़ा गया। मुख्य अंतर यह है कि Z8015 मेमोरी को 64 2 केबी खंड में विभाजित करता है, जबकि Z8010 मेमोरी को 64 चर-आकार के खंड में विभाजित करता है, प्रत्येक 64 केबी तक। इसके अतिरिक्त, Z8015 खंड संख्या को 7 से 12 बिट्स तक विस्तारित करता है, और फिर मूल 16-बिट ऑफसेट के ऊपरी बिट्स को प्रत्यादिष्ट करते हुए, 23-बिट समग्र एड्रेस के सबसे महत्वपूर्ण बिट्स के रूप में उनका उपयोग करता है। इस पहुंच योजना का लाभ यह है कि [[हार्ड ड्राइव]] पर 2 केबी खंड को पढ़ना या लिखना आसान है, इसलिए यह पैटर्न अधिक निकटता से मेल खाता है कि अंततः एक [[segfault|सेगफाल्ट]] पर क्या होगा।<ref name="mmu" />

Z8000 पर पाई जाने वाली एक असामान्य विशेषता, जो सामान्यतः   [[मिनी कंप्यूटर]] से जुड़ी होती है, [[बाधा डालना|दिष्‍ट अवरोध]] के लिए प्रत्यक्ष समर्थन थी। अवरोध का उपयोग बाहरी उपकरणों द्वारा प्रोसेसर को सूचित करने के लिए किया जाता है कि कुछ स्थिति 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।

सामान्यतः   छोटी मशीनों पर, एक अवरोध विशेष कोड को चलाने का कारण बनता है जो विभिन्न स्थिति बिट्स और मेमोरी स्थानों की जांच करता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि यथार्थतः किस उपकरण को अवरोध कहा जाता है और क्यों। कुछ डिज़ाइनों में, विशेष रूप से जो [[रीयलटाइम कंप्यूटिंग|वास्तविक काल कंप्यूटिंग]] के लिए अभिप्रेत हैं, किसी विशेष उपकरण को संभालने वाले कोड के लिए कुछ मेमोरी को प्वाइंटरों या दिष्‍ट के समूह के रूप में अलग रखा जाता है। अवरोध उत्पन्न करने वाले उपकरण तब कुछ स्थिति निर्धारित करते हैं, सामान्यतः   सीपीयू पर पिन के माध्यम से, एक [[सदिश रुकावट|दिष्‍ट अवरोध]] संख्या, एन को इंगित करने के लिए। . यह अवरोध संचालन कोड को सरल बनाने के साथ-साथ अतिरिक्त संचालन से बचकर अवरोध शोधन को बहुत तीव्र कर सकता है।

Z8000 में, एक नवीन   रजिस्टर दिष्‍ट, न्यू प्रोग्राम स्टेटस एरिया पॉइंटर का समर्थन करता है। यह एक रजिस्टर में एक मेमोरी एड्रेस के समान था, जिसमें दो 16-बिट मान सम्मिलित थे, जिसमें ऊपरी 16-बिट्स खंड संख्या रखते थे। निचले 16-बिट्स को तब आधे में विभाजित किया गया था, ऊपरी 8-बिट में ऑफसमूह और निचले 8-बिट्स रिक्त थे। किसी विशेष दिष्‍ट को कॉल करने के लिए, बाहरी उपकरण ने एड्रेस बस पर कम 8-बिट्स (या कुछ मामलों में 9) प्रस्तुत किए, और पूर्ण दिष्‍ट एड्रेस तब तीन मानों से बनाया गया था।{{sfn|Abramovitz|Enger|Ingraham|Jacobson|1981|p=6.8}}

1980 के दशक के प्रारंभ में, ज़िलॉग Z8000 CPU डेस्कटॉप-आकार की [[यूनिक्स]] मशीनों के लिए लोकप्रिय था। नेटवर्किंग के सामान्य होने से पूर्व 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 समीप सामान्यतः   बिल्ट-इन ग्राफिक्स के अतिरिक्त मात्र [[RS-232]] [[आनुक्रमिक द्वार|आनुक्रमिक पोर्ट]] (4-16) और समानांतर पोर्ट होते थे, जैसा कि उस समय के सर्वर के लिए विशिष्ट था।

Z8000-आधारित कंप्यूटर प्रणाली में ज़िलॉग की अपनी प्रणाली 8000 श्रृंखला, साथ ही अन्य निर्माता सम्मिलित हैं:

* जनवरी 1980: गोमेद प्रणाली्स द्वारा बनाए गए C8002 ने Z8001 का इस्तेमाल किया, [[[[ओनिक्स सिस्टम्स|ओनिक्स प्रणाली्स]] III]] चलाया, C और फोरट्रान 77 संकलक के साथ आया, और साथ ही एक कोबोल संकलक भी उपलब्ध था। इसमें 8 क्रमिक पोर्ट, 1 QIC टेप ड्राइव, एक सिंगल 8 हार्ड ड्राइव और लागत ~$25k थी। मुख्य प्रोसेसर ने डिस्क, टेप और क्रमिक IO संचालन को एक दूसरे बोर्ड पर Z80 प्रोसेसर पर लोड किया।<ref name="Granneman_2009"/>

ज़िलॉग S8000 कंप्यूटर यूनिक्स के एक संस्करण के साथ आया जिसे ज़ीउस (ज़िलॉग वर्धित यूनिक्स प्रणाली) कहा जाता है। ज़ीउस यूनिक्स संस्करण 7 का एक पोर्ट था और इसमें वह सम्मिलित था जिसे 'बर्कले संवर्द्धन' कहा जाता था। ज़ीउस में आरएम/[[कोबोल]] (रयान मैकफारलैंड कोबोल) नामक कोबोल का एक संस्करण सम्मिलित था। RM/कोबोल की उपलब्धता ने कई व्यावसायिक अनुप्रयोगों को जल्दी से S8000 कंप्यूटर में पोर्ट करने की अनुमति दी, यद्यपि   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।<ref name="eTax_2012"/>

[[Xenix]] ऑपरेटिंग प्रणाली का एक Z8000 संस्करण था।<ref name="Bezroukov_2008"/>

[[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 उपकरण को सम्मिलित करने की सूचना दी<ref name="TE_2009"/>शायद ज़िलॉग 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।<ref name="GEC"/>ज़िलॉग से जीवन समाप्ति का नोटिस 2012 में भेजा गया था।<ref name="ZAC12"/>

[[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]] सम्मिलित  है। यहां तक ​​कि नवीन  1 मेगाहर्ट्ज [[मोटोरोला 6809]] भी 5.1 सेकेंड पर काफी धीमा था।{{sfn|Gilbreath|Gilbreath|1983}} यह 8 मेगाहर्ट्ज इंटेल 8086 के मुकाबले भी अच्छा प्रोग्राम करता है, जो 1.9 सेकंड में बदल जाता है, या कम खर्चीला 5 मेगाहर्ट्ज इंटेल 8088 4 सेकंड में बदल जाता है।{{sfn|Gilbreath|Gilbreath|1983}}