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le Z80, le coeur de la machine

Le Zilog Z80 est un microprocesseur 8-bits conçu et fabriqué par Zilog. Une des particularités de ce processeur est le couplage de certains registres (2 fois 8 bits) et le bus d’adresses 16 bits, permettant un traitement de l’information nettement plus rapide qu’avec un processeur 8 bits classique.

Ce processeur fut commercialisé pour la toute première fois en juillet 1976. Au début des années 1980 il fut très populaire dans la conception des ordinateurs 8-bits comme le Radio Shack TRS-80, les Sinclair ZX80, ZX81, ZX Spectrum, le standard MSX, les Amstrad CPC et plus tard dans les systèmes embarqués. Avec la famille des MOS 6502, il domina le marché des micro 8-bit à partir de la fin des années 1970 jusqu’au milieu des années 1980.

Le Z80 a été conçu pour être compatible avec l’Intel 8080, et donc la majorité du code pour 8080 pouvait fonctionner sans grandes modifications sur le Z80.

Le système d’exploitation CP/M fut conçu pour fonctionner sur les systèmes à base de 8080 et pouvait aussi fonctionner sans modification sur les systèmes à base de Z80.

Les systèmes à base de Z80 étaient en général plus puissants et avaient plus de fonctionnalités que les systèmes à base de 8080. Certaines versions de CP/M et beaucoup d’applications pour CP/M n’existaient qu’en version pour Z80.

Historique et vue d'ensemble

Le Z80 a vu le jour lorsque Federico Faggin, après avoir travaillé sur le 8080, quitta Intel à la fin de 1974 pour fonder Zilog avec Ralph Ungermann, pour, en juillet 1976, mettre le Z80 sur le marché. Il a été conçu pour être compatible au niveau binaire avec l’Intel 8080 de sorte que la plus grande partie du code 8080, notamment le système d’exploitation CP/M, fonctionne sans modification dessus.

Le Z80 a rapidement pris la relève du 8080 sur le marché, et est devenu l’un des processeurs 8-bit les plus populaires. Peut-être une des clés de la réussite du Z80 fut le rafraîchissement intégré de la DRAM, et d’autres caractéristiques qui permettaient aux systèmes d’être construits avec moins de puces annexes.

Pour la première génération NMOS, la fréquence d’horloge maximale augmenta progressivement. Tout d’abord à 2,5 MHz, puis par le bien connu 4 MHz (Z80a), jusqu’à 6 (Z80b) et 8 MHz (Z80h). Une version CMOS fut développée avec des fréquences limites allant de 4 MHz à 20 MHz (pour la version vendue aujourd'hui). La version CMOS a également un mode veille de basse consommation, avec conservation de l’état du processeur (sans limite basse de fréquence). Les Z180 et eZ80, dérivés entièrement compatibles, sont actuellement spécifiés pour un maximum de 33 et 50 MHz respectivement.

Des utilisations du processeur comprennent des calculatrices Texas Instruments, les consoles de jeux vidéo portables GameBoy et Game Gear. Certaines consoles plus puissantes dotées d’autres processeurs centraux comme la Megadrive avec son Motorola 68000 utilisaient le Z80 comme processeur complémentaire afin de gérer le son ou les entrées/sorties du système.

En 2007, le Z80 n’est plus utilisé que dans des systèmes embarqués, tel que des photocopieurs, des fax et autres appareils de bureautique sous la forme de contrôleurs « tout en un », ceci, en raison de l’importante bibliothèque disponible pour ce processeur, et la facilité de son interfaçage avec les claviers matriciels et les afficheurs LCD.

Documents à télécharger

Z80 CPU User Manual	The Undocumented Z80 Documented	Z80 Datasheet

Livres disponibles sur le site

Sources:

Wikipedia