НЕК V20
16-битный микропроцессор, представленный NEC в 1984 году.

NEC V20 (μPD70108)
8 МГц V20 в пластиковом DIP-корпусе
Общая информация
ЗапущенМарт 1984 г .; 40 лет назад [1] ( 1984-03 )
Распространенные производители
Производительность
Ширина данных16 бит
Физические характеристики
Транзисторы
  • 63000
Ядра
  • 1
Сопроцессор
  • Интел 8087
  • NEC μPD72091
История
ПреемникНЕК V60

NEC V20 — это микропроцессор , разработанный и произведенный компанией NEC . Он совместим как по выводам, так и по объектному коду с Intel 8088 , с архитектурой набора инструкций (ISA), аналогичной архитектуре Intel 80188 с некоторыми расширениями. [2] V20 был представлен в марте 1984 года. [1] [2]

Функции

Кристалл V20 включал 63 000 транзисторов , что более чем вдвое превышает 29 000 у ЦП 8088. [1] Чип был разработан для рабочего цикла тактовой частоты 50%, по сравнению с рабочим циклом 33%, используемым 8088. [3] V20 имеет две 16-битные внутренние шины данных, что позволяет осуществлять две передачи данных одновременно. [4] Подобные различия означали, что V20 обычно мог выполнить больше инструкций за заданное время, чем Intel 8088, работающий на той же частоте. [2]

V20 был изготовлен по 2-микронной технологии КМОП. [5] [3] Ранние версии работали на скоростях 5, 8 и 10  МГц . [6] : 2  В 1990 году модернизация технологического процесса производства привела к появлению V20H и V20HL с улучшенной производительностью и сниженным энергопотреблением. [5] Более поздние версии добавили скорости 12 и 16 МГц. V20HL также были полностью статичными, что позволяло останавливать их тактовую частоту.

V20 был описан как 16-битный внутри. Он использовал 8-битную внешнюю шину данных, которая была мультиплексирована на те же контакты, что и младший байт адресной шины. Его 20-битная адресная шина могла адресовать 1 МБ памяти.

Сообщалось, что V20 совместим с сопроцессором Intel 8087 с плавающей точкой (FPU). [7] NEC также разработала свой собственный FPU, μPD72091  [jp] , который был отменен до начала производства. Затем они выпустили пересмотренный дизайн, μPD72191, но неясно, сколько экземпляров этой второй части было произведено, если таковые вообще были произведены. [8]

V30, почти идентичный процессор с 16-битной внешней шиной данных, дебютировал 1 марта 1984 года. [9] [5] Он был совместим по выводам и объектному коду с Intel 8086 .

расширения ISA

Sony CXQ70108D 8 МГц

ISA V20 включает несколько инструкций, не выполняемых 8088, с инструкциями для битовой манипуляции, упакованных операций BCD, умножения и деления. Они также включают новые инструкции реального режима от Intel 80286. [10]

Инструкции ADD4S, SUB4S, и CMP4Sмогли складывать, вычитать и сравнивать огромные упакованные двоично-десятичные числа, хранящиеся в памяти. Инструкции ROL4и ROR4вращать четырехбитные полубайты . Другое семейство состояло из инструкций TEST1, SET1, CLR1, и NOT1, которые проверяют, устанавливают, очищают и инвертируют отдельные биты своих операндов, но они гораздо менее эффективны, чем более поздние эквиваленты i80386BT , BTS, BTR, и BTC; ни одна из их кодировок не совместима. Было две инструкции для извлечения и вставки битовых полей произвольной длины ( EXT, INS). И, наконец, было два дополнительных префикса повтора REPCи REPNC, которые изменяли исходные инструкции REPEи REPNEдля сканирования строки байтов или слов (с инструкциями SCASи CMPS), в то время как условие меньше или не меньше оставалось истинным. [11]

V20 предлагал режим, который эмулировал процессор Intel 8080.BRKEM Выдается инструкция для запуска эмуляции 8080. Операнд инструкции указывает номер прерывания, вектор которого содержит сегмент: смещение, где должна начаться эмуляция. Для завершения RETEMвыдается инструкция в коде 8080. Одной из нечасто используемых функций является CALLN(call native), которая выдает вызов прерывания типа 8086, что позволяет IRETсмешивать код x86 (который возвращает с помощью ) с кодом 8080.

Другой режим переводит процессор в состояние энергосбережения с помощью HALTинструкции. [6] [7]

Судебные иски

В 1982 году Intel подала в суд на NEC из-за μPD8086 и μPD8088 последней. Этот иск был урегулирован во внесудебном порядке, и NEC согласилась лицензировать разработки Intel. [12]

В конце 1984 года Intel снова подала иск против NEC, утверждая, что микрокод в V20 и V30 нарушает ее патенты на процессоры 8088 и 8086. [13] Инженер-программист NEC Хироаки Канеко изучил как аппаратную конструкцию процессоров Intel, так и оригинальный микрокод Intel.

В своем постановлении суд определил, что микрокод в управляющем хранилище представляет собой компьютерную программу и, таким образом, защищен авторским правом. [14] Они также установили, что Intel утратила свои авторские права, не обеспечив, чтобы все микросхемы из вторых источников были соответствующим образом маркированы. Суд также определил, что NEC не просто скопировала микрокод Intel, и что микрокод в V20 и V30 достаточно отличался от микрокода Intel, чтобы не нарушать патенты Intel.

Судья в этом деле принял доказательства чистого помещения NEC . Он также одобрил использование NEC обратного проектирования в отношении создания микрокода NEC Rev.2, не комментируя его в отношении кода Rev.0. [14] : 212–221 

Варианты и преемники

V20 на материнской плате
NEC V30 (μPD70116), 10 МГц
NEC V33A (μPD70136AL)
NEC V40 (μPD70208)
NEC V53A (μPD70236A)
ПродуктНомер деталиПодробности
НЕК V30μPD70116По сути, это был NEC V20 с 16-битной внешней шиной данных, V30 был совместим по выводам с Intel 8086. V30 был заводским обновлением 8086, используемого в центральном коммутаторе GTD-5 EAX Class 5. Он также использовался в Psion Series 3 , NEC PC-9801 VM, Olivetti PCS86, карте Applied Engineering "PC Transporter" для серии компьютеров Apple II и в различных аркадных автоматах (в частности, произведенных Irem ) в конце 1980-х годов. Спустя годы низковольтная версия V30 MZ использовалась в портативной игровой консоли WonderSwan компании Bandai .
NEC V20HLμPD70108HВысокоскоростная (до 16 МГц) маломощная версия V20.
NEC V30HLμPD70116HВысокоскоростная (до 16 МГц) маломощная версия V30.
НЕК V25μPD70320Микроконтроллерная версия NEC V20 .
NEC V25HSμPD79011Версия V25 с ОСРВ RX116 во внутреннем ПЗУ.
NEC V25+μPD70325Высокоскоростная версия V25.
НЕК V33μPD70136Версия V30 с отдельными шинами адреса и данных и с декодированием инструкций, выполняемым аппаратной логикой, а не микропрограммным хранилищем управления. Пропускная способность в два раза выше, чем у V30 при той же тактовой частоте. V33 имеет производительность, эквивалентную Intel 80286. Адресное пространство памяти увеличено до 16 Мбайт. Две дополнительные инструкции, BRKXAи RETXA, поддерживают расширенный режим адресации. Эмуляция 8080 не поддерживается.
НЕК V33AμPD70136AОтличается от V33 тем, что имеет номера векторов прерываний, совместимые с процессорами Intel 80X86.
НЕК V35μPD70330Микроконтроллерная версия NEC V30.
NEC V35HSμPD79021Версия V35 с ОСРВ RX116 во внутреннем ПЗУ.
NEC V35+μPD70335Высокоскоростная версия V35.
НЕК V40μPD70208Встроенная версия V20, интегрированный Intel-совместимый USART 8251 , программируемый интервальный таймер 8253 и параллельный порт 8255. Используется в Olivetti PC1, Digisystems Jetta XD, Sharp PC-4500 и Zenith Eazy PC .
NEC V40HLμPD70208HВысокоскоростная низковольтная версия V40.
НЕК V50μPD70216Встроенная версия V30. Это основной ЦП в Akai S1000 и S1100, а также Korg M1 . [15] [16]
NEC V50HLμPD70216HВысокоскоростная низковольтная версия V50.
НИК V41μPD70270Интегрирует ядро ​​V30HL и периферийные устройства PC-XT : интерфейс параллельного порта 8255 , программируемый интервальный таймер 8254 , PIC 8259 , контроллер DMA 8237 и контроллер клавиатуры 8042. Также интегрирует полный контроллер DRAM.
НЕК V51μPD70280Интегрирует ядро ​​V30HL и периферийные устройства PC-XT : параллельный порт 8255 , программируемый интервальный таймер 8254 , PIC 8259 , контроллер DMA 8237 и контроллер клавиатуры 8042. Также интегрирует полный контроллер DRAM. Использовался в Olivetti Quaderno PT-XT-20.
НЕК V53μPD70236Интегрирует ядро ​​V33 с 4-канальным DMA (μPD71071 [17] /i8237), UART (μPD71051/i8251), тремя таймерами/счетчиками (μPD71054/ i8254 ) и контроллером прерываний (μPD71059/ i8259 ). Он использовался в Akai MPC3000 [18] [19] и Akai SG01v .
НЕК V53AμPD70236AИнтегрирует некоторые периферийные устройства с ядром V33A. Используется в Sharp Zaurus PI-B304/B308
NEC V55PI  [яп.]μPD70433V55PI имеет расширенные сегментные регистры, называемые DS2 и DS3, и путем сдвига значения регистра на 8 бит влево и добавления значения смещения можно получить доступ ко всему адресному пространству объемом 16 МБ. [20]
NEC V55SCμPD70423V55SC не только оснащен расширенными сегментными регистрами, называемыми DS2 и DS3, но также оснащен двухканальным многопротокольным последовательным контроллером (MPSC), который является подмножеством μPD72001/72002. [21]
Вадем VG230Однокристальная платформа ПК. [22] VG230 содержала 16 МГц процессор NEC V30HL и совместимую с IBM PC/XT базовую логику, контроллер ЖК-дисплея (CGA/AT&T640x400) с поддержкой сенсорной панели, сканер матрицы клавиатуры, двойной контроллер карт PCMCIA 2.1, аппаратную поддержку EMS 4.0 для до 64 МБ и встроенный таймер, контроллеры PIC, DMA, UART и RTC. Он использовался в HP OmniGo 100 , 120 и IBM Simon . [23]
Вадем VG330Преемник VG230, он содержал процессор NEC V30MX с тактовой частотой 32 МГц и совместимую с IBM PC/AT базовую логику с двумя PIC, контроллер ЖК-дисплея (640x480), сканер матрицы клавиатуры, контроллер PC Card ExCA 2.1 и порт SIR.
НЕК V60μPD70616С процессором V60 NEC отошла от дизайна x86 и запустила новую, 32-битную архитектуру CISC . V60 и V70, которые отличались в основном шириной своих соответствующих внешних адресных и шин данных, оба включали режим эмуляции V20/V30. [24] : §10  [8]
  • Фотографии умирают
  • НЕК V30
    НЕК V30
  • НЕК V50
    НЕК V50
  • НЕК V53
    НЕК V53

Смотрите также

  • NEC RX116 , специализированная 16-битная RTOS на базе ITRON -1
  • NEC μPD9002  [яп.] , процессор, совместимый с Z80 и x86
  • VIA Technologies Alternate Instruction Set — процессор, реализующий похожую схему для входа и выхода в режим альтернативного набора инструкций.

Ссылки

  1. ^ abc "8088 & V20". Руководство по процессорам X86 . 2018-11-17.
  2. ^ abc Геннадий, Швец. "Семейство процессоров NEC V20". CPU-World .
  3. ^ ab Davis, Stephen R. (1985-12-24). «Турбонаддув вашего ПК с помощью V-Series». PC Magazine . стр.  181–186 .
  4. ^ Ходорек, Роберт Рышард (ноябрь – декабрь 2021 г.). «NEC V20: вдохновляющий, незаметный». IEEE микро . 41 (6): 158–159 . doi : 10.1109/MM.2021.3115870 .
  5. ^ abc 1983年 — 16bitマイクロプサッサV30の開発(NEC) [1983 — Разработка 16-битного микропроцессора V30 (NEC)] (на японском языке). 23 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 13 июля 2019 г. Проверено 14 июля 2020 г.
  6. ^ ab μPD70108 — V20 16-/8-битный микропроцессор (PDF) . NEC . Июнь 1994 г.
  7. ^ ab Mahoney, Bob (1985-10-16). "Вывод файла: NECV20B.ALL, содержащегося в архиве: NEC-V20.ZIP". The Programmer's Corner .
  8. ^ ab Калвер, Джон (2021-09-01). "Забытые FPU от NEC". CPU Shack .
  9. ^ "Nec V30 D70116C-10". РУКОВОДСТВО ПО ПРОЦЕССОРАМ X86 . 2020-07-15.
  10. ^ Хаммел, Роберт Л. (1988-06-14). "PC Tutor — Микширующие процессоры". PC Magazine . стр.  377–378 .
  11. ^ "Руководство пользователя NEC, 16-битная серия V, 16-/8- и 16-битные микропроцессоры, инструкция" (PDF) . Сентябрь 2000 . Получено 25.11.2014 .
  12. ^ Лемос, Роберт (1998-06-08). «Дело NEC открыло рынок для клонирования». ZDNet .
  13. ^ Паркер, Рэйчел (1989-02-13). «Судья объявляет микрокод подлежащим авторскому праву». InfoWorld . стр. 8.
  14. ^ ab Контрерас, Хорхе; Хэндли, Лора; Янг, Терренс (март–май 1990 г.). «NEC против Intel: прорыв в законе об авторском праве» (PDF) . Harvard Journal of Law and Technology . 3 : 209–222 .
  15. ^ Korg M1 Руководство по техническому обслуживанию
  16. ^ Расс, Мартин (июль 1989). «Korg M1R». Sound On Sound . Соединенное Королевство. С.  48–52 . Получено 13 августа 2022 г.
  17. ^ "pPD70236 (V53) 16-битный микропроцессор: высокоскоростной, высокоинтегрированный, КМОП" (PDF) . стр. 316(3f1) . Получено 2024-01-05 .
  18. ^ "Mame/Mpc3000.CPP at 251b11266dcd394741e6b48c00a5c9131ef68673 · mamedev/Mame". GitHub . 2022-11-23.
  19. ^ "AKAI MPC 3000: Лучшая драм-машина всех времен". Audio Jive . 2020-12-09.
  20. ^ "V55PI 16-BIT MICROPROCESSOR". стр.  21– 22 . Получено 2024-01-18 .
  21. ^ "NEC V55SC 16-битный микропроцессор Предварительные данные (ODNo ID-8206A, март 1993 г.)" (PDF) . стр. 1, 22 . Получено 21.01.2024 .
  22. ^ Руководство разработчика Vadem VG230.
  23. ^ Ночкин, Александр (10 июля 2013 г.). «IBM Simon — первый в мире смартфон. Что внутри?» [IBM Simon — первый в мире смартфон. Что внутри?]. habr.com (на русском языке).
  24. ^ μPD70616 Справочное руководство программиста (ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ред.). NEC. Ноябрь 1986 г.

Дальнейшее чтение

  • Руководство пользователя V20/V30 (PDF) . NEC. Октябрь 1986 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-01-08.Альтернативный URL-адрес
  • Дэвис, Рэнди (декабрь 1985 г. – январь 1986 г.). Написано в Гринвилле, Техас, США. «Новые микропроцессоры NEC — 8080, 8086 или 8088?» (PDF) . Micro Cornucopia . № 27. Бенд, Орегон, США. стр.  4–7 . ISSN  0747-587X. Архивировано (PDF) из оригинала 11.02.2020 . Получено 11.02.2020 .
  • Бухти, Райнер. «Касиорама». www.buchty.net .
  • "NEC V20". cpu-collection.de .
  • Хинкли, Роберт С. (январь 1987 г.). «NEC против Intel: будет ли оборудование втянуто в черную дыру редакторов авторских прав». Santa Clara High Technology Law Journal . Том 3, № 1. С.  23–72 .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=NEC_V20&oldid=1263131379#V50"