Микропроцессор Z80

Упоминая о синтезаторах выпускаемых с 1976 года, начиная с легендарного Prophet, нельзя не вспомнить и о настоящем бестселлере электронных схем конца 70-х, 80-х и даже начала 90-х годов прошлого века — микропроцессоре Zilog Z80.

Ведь благодаря именно этому очень передовому для своего времени микропроцессору, музыкантов порадовали новыми цифровыми возможностями своей музыкальной продукции такие киты синтезаторостроения, как Sequential Circuits, Oberheim, EMU, Moog, Korg, Roland и многие другие менее известные производители.

Zilog Z80 — 8-разрядный микропроцессор, разработанный и производимый фирмой Zilog с 1976 года. Широко использовался в персональных компьютерах, во встраиваемых и военных системах. Z80 вместе с 6502 были доминирующими ЦПУ на рынке 8-разрядных компьютеров с середины 1970-х до середины 1980-х годов. Z80 и его наследники — одни из наиболее распространённых семейств микропроцессоров.

Zilog предоставляла лицензии на ядро процессора, что позволяло другим компаниям производить совместимые аналоги. Некоторые компании производили аналоги, не имея официальной лицензии (в основном, в Восточной Европе). В результате Zilog выпустила менее 50 % от всех произведённых Z80.

Обзор

Z80_arch

Архитектура процессора Z80

После ухода из Intel Федерико Фаджин основал компанию Zilog. К проекту присоединились Ральф Уингерманн(инженер из Intel) и Масатоси Сима (японский инженер, один из создателей Intel 4004). Команда Фэггина сразу же принялась за разработку нового процессора, взяв за основу Intel 8080, выпущенный незадолго перед этим. Новый CPU создавался бинарно совместимым с 8080, так что большая часть старого кода работала на новом процессоре без изменений, в частности — операционная система CP/M.

Z80 имел ряд улучшений по сравнению с 8080:

  • расширенный набор команд, включая побитовые операции, поблочное копирование, поблочный ввод-вывод, инструкции поиска
  • новые регистры IX и IY, и инструкции для них
  • новые режимы прерываний
  • два отдельных блока регистров, между которыми можно быстро переключаться, например, для быстрой реакции на прерывания
  • работа от одного пятивольтового источника питания
  • встроенная схема регенерации динамической памяти
  • меньшее количество других микросхем для обслуживания процессора
  • значительно меньшая цена

Необычно большое для 8-разрядного процессора количество процессорных регистров позволяло в ряде случаев строить схемы микроконтроллеров вообще без ОЗУ, используя, например, бо́льшую часть «альтернативного» набора регистров для оперативного запоминания данных.

Благодаря этим преимуществам Z80 быстро опередил 8080 на рынке, и в итоге стал одним из самых популярных 8-разрядных процессоров.

Первые опытные образцы кристаллов Z80 датированы 23 неделей 1976 года (первая половина июня).

Первые модели Z80 работали на тактовой частоте 2,5 МГц, со временем максимальная частота для первоначального дизайна была доведена до 8 МГц, и до 20 МГц в КМОП-версии, минимальная частота составляла порядка 1 МГц.

Z80 получил развитие в виде совместимых (в основном) с ним процессоров: Z180, Z800, Z280, Z380 и eZ80 (англ.). Помимо Zilog, другие компании тоже выпускали процессоры частично совместимые с Z80, например ASCII R800.

Технические характеристики

771px-Z80_pinout.svg

Схема распиновки
  • Дата анонса: июль 1976 года
  • Тактовая частота (МГц): 2,5 — 8 для основной версии; КМОП-версии от 1 (версия Z80L Z8300-1) до 20; короткие команды исполняются за 4 такта.
  • Разрядность регистров: 8 бит
  • Разрядность шины данных: 8 бит
  • Разрядность шины адреса: 16 бит
  • Объём адресуемой памяти: 64 Кбайт
  • Количество транзисторов: 8500
  • Техпроцесс (нм): 3000 (3 мкм)
  • Размер кристалла: 4,6 на 4,9 мм; площадь — 22,54 мм²
  • Напряжение питания: +5 В
  • Корпус: 40-контактный керамический или пластмассовый DIP, 44-контактный PLCC и PQFP

Варианты Z80:

  • Z80 — 2,5 МГц
  • Z80A — 4 МГц
  • Z80B — 6 МГц
  • Z80H — 8 МГц

Сопроцессоры

Для увеличения производительности Z80, не имеющего, как и i8080, аппаратных команд деления и умножения, а также команд для работы над числами с плавающей запятой, использовались сопроцессоры.

am9511 и am9512

В 1979 году фирма AMD разработала для Z80 арифметический сопроцессор am9511 (трёхмикронная технология, 32-разрядная математика, включая вычисления с плавающей запятой над числами в формате 23+7), а год спустя к нему добавился am9512, расширяющий функциональные возможности и добавляющий операции над 64-разрядными числами. Процессоры были основаны на 16-разрядном ALU, использовали обратную польскую нотацию и стек глубиной в четыре шага.

При использовании комплекта производительность компьютера на математических вычислениях вырастала вчетверо по сравнению с программными вычислениями на Z80. Умножение двух 32-разрядных чисел занимало около двухсот циклов.

Комплект использовался в некоторых S-100 CP/M системах, в частности, в компьютерах фирмы NorthStar.

National Semiconductor MM57109N

В 1979 году британская фирма Powertran выпустила компьютер PSI Comp 80, где совместно с Z80 использовался математический сопроцессор National Semiconductor MM57109N из семейства COP4xx.

Микропроцессорный комплект

Помимо процессора Z80, к нему существуют микросхемы поддержки:

  • Z80PIO (Parallel Input Output) — интерфейс параллельного ввода-вывода, два независимых двухсторонних канала, корпуса DIP40, PLCC44 и PQFP44.
  • Z80CTC (Counter Timer Circuit) — Z0843004, Z0843006, Z84C3006, Z84C3008, Z84C3010 — счётчик/таймер, четыре независимых канала, корпуса DIP28, PLCC44 и PQFP44.
  • Z80SIO (Serial Input Output) — USART интерфейс последовательного ввода-вывода, двухканальный, многофункциональный, поддерживает как синхронный/асинхронный байт-ориентированный протокол IBM Bisync, так и бит-ориентированные синхронные HDLC и IBM SDLC; поддерживается CRC-контроль; корпуса DIP40, PLCC44 и PQFP44.
  • Z80DMA (Direct Memory Access) — контроллер прямого доступа к памяти, одноканальный, корпуса DIP40, PLCC44 и PQFP44
  • Z80DART (Dual Asynchronous Receiver/Transmitter) — UART двухканальный асинхронный приёмопередатчик.

Советские и постсоветские аналоги

На нескольких заводах был налажен выпуск аналогов Z80: Т34ВМ1, КР1858ВМ1. Некоторые заводы занимались только корпусированием готовых кристаллов, например тайваньских или немецких U880.

Использование

  • Компьютеры, как домашнего так и бизнес-применения:
    • Sinclair ZX Spectrum, ZX80, ZX81; SAM Coupé
    • Amstrad CPC, PCW
    • MSX
    • TRS-80
    • NEC PC-8801
    • Sharp X1, MZ
    • Spectravideo SV-318, SV-328
    • Sega SC-3000
    • Memotech MTX
    • Tatung Einstein
    • Coleco Adam
    • Enterprise 128, Enterprise 64
    • Sord M5
    • Robotron 1715, A 5120, KC 85, KC 87
    • Osborne 1
    • Kaypro II
    • Cambridge Z88
    • Алеста
    • Компаньон
    • Galaksija
    • MicroBee
    • Jupiter ACE
    • Многие компьютеры и терминалы на CP/M
    • Commodore 128 (как вторичный ЦПУ)
    • Некоторые компьютеры имели расширение с Z80 для CP/M: Apple II, BBC Micro, и др.
  • Игровые приставки:
    • ColecoVision
    • Sega SG-1000
    • Sega Master System
    • Sega Megadrive (как вспомогательный)
    • Neo Geo (как вспомогательный)
  • Портативные игровые консоли:
    • Game Boy
    • Game Gear
    • Sega Nomad
    • Game Boy Color
    • Game Boy Advance (как вспомогательный)
  • Игровые автоматы, в качестве центрального либо звукового процессора
  • Жёсткие диски
  • Модемы
  • Калькуляторы Texas Instruments серий: TI-73, TI-81, TI-82, TI-83, TI-84, TI-85, TI-86
  • Принтеры, например Robotron CM6329M
  • Факсы
  • Копировальные аппараты
  • Алкотестеры
  • Терминалы для кредитных карт
  • Телефоны с АОН, продаваемые в России в 1990-х
  • Промышленные роботы
  • Электронное музыкальное оборудование
  • Разные приборы, в том числе военного назначения
Posted in Moog, Oberheim, Prophet, Легендарные синтезаторы, Схемотехника | Tagged , , , , , | Комментарии к записи Микропроцессор Z80 отключены

Jooble -работа в России и за рубежом

Jooble — агрегатор, задачей которого является сбор вакансии различных сайтов, компаний, джоббордов и размещать на своем сайте для того, чтобы люди могли искать все вакансии на одном портале. Если есть сомнения , что  Вы можете стать обманутыми через мошенников, то Вам необходимо использовать такие поисковые системы вакансий.

Jooble предоставляет большой выбор предложений о работе в России и, в то же время, сильно экономит время поиска. Поисковая система вакансий является проверенным сайтом, который убеждает тем, что отпадает необходимость посещать другие сайты: правдивые и качественные вакансии собраны здесь. Поэтому абсолютно любой человек может следить за поступлениями и выбирать наиболее подходящие для себя.Алгоритм работы агрегатора такова: соискатель, когда нашел и выбрал интересное предложение, нажимает на нее и перенаправляется на сайт, где расположена вакансия, в которой существует функция «Отправить резюме».

Превосходным разрешением Jooble является поиск работы за рубежом. Поскольку сайт работает в более чем 66 странах, процент выбора подходящей вакансии очень большой, а также можно сравнить рынок труда в России с другими странами.

Posted in Полезные статьи | Tagged | Комментарии к записи Jooble -работа в России и за рубежом отключены

James Cronin — Envelope Generator

Джеймс Кронин (генератор огибающей). Молодой, но очень талантливый музыкант — мульти инструменталист, звукорежиссер, аранжировщик и композитор из Англии. Его видео на YouTube набирают сотни тысяч просмотров.

В своих композициях использует, как винтажные синтезаторы Roland Juno6, ARP AXXE, Moog Prodigy, Akai S1000 Sampler, так и более новые модели MicroKorg, Yamaha.

Ему хорошо удается характерная манера исполнения в стиле электронной музыки 80-х годов прошлого века: электро-поп, синти-поп, джаз-рок. На данный момент на сайте http://envelopegenerator.bandcamp.com/ доступно два его альбома:
Eliza the Android
The Envelope Generator

Posted in ARP, Korg, Moog, Roland, Yamaha, Музыканты | Tagged , , , , , | Комментарии к записи James Cronin — Envelope Generator отключены

Меллотрон

Меллотрон (от англ. melody и electronics) — полифонический электромеханический клавишный музыкальный инструмент. Разработан в начале 60-х годов XX века в Англии на основе чемберлина. Звук генерируется посредством воспроизведения магнитофонных лент, по одной на каждую клавишу.

Является предшественником цифровых семплеров. По сути является аналогово-механическим семплером.

Получил широкое распространение в рок-музыке в 60—70-е годы, как замена полноценному оркестру, позже был вытеснен цифровыми семплерами, и его производство было прекращено. В 90-х годах интерес рок-музыкантов к нему возродился, и были выпущены несколько новых моделей.

Каждая клавиша меллотрона соединена со своим собственным лентопротяжным механизмом, через каждый из которых пропущена магнитная лента с записью соответствующей ноты. При нажатии на клавишу начинается воспроизведение соответствующей ленты. При отпускании клавиши лента перематывается на начало простым пружинным механизмом. Время звучания каждой ленты — около восьми секунд. Благодаря этому возникла уникальная для меллотрона техника игры («crawling spider technique»), при которой для продления звучания аккорда постоянно меняется обращение этого аккорда.

Замена картриджа с лентами на Mellotron Mk VI

Ленты меллотрона имеют по три-четыре дорожки, между которыми можно переключаться, передвигая считывающую головку поперек ленты. Также они могут иметь несколько банков звуков, записанных вдоль ленты друг за другом, между ними также можно переключаться при помощи селектора на передней панели.

Меллотрон известен как очень капризный и ненадёжный инструмент. Это, и его немалый вес способствовали его вытеснению в 80-е годы более надёжными и портативными синтезаторами и семплерами.

Меллотрон нуждается в регулярной чистке головок и прижимных роликов, регулировке положения головок и их размагничивании, а также в уходе за возвратными пружинами, обеспечивающими перемотку лент на начало после отжатия клавиш. Владельцам меллотронов приходится либо платить немалые деньги за регулярное обслуживание своих инструментов, либо обучаться этому самим. Однако, легкая расстроенность играет немаловажную роль в формировании «фирменного» звучания меллотрона.

Posted in Легендарные синтезаторы, Необычные | Tagged , | Комментарии к записи Меллотрон отключены

Волны Мартено

Волны Мартено́ (фр. Ondes Martenot), или электрофон — монофонический (одноголосный) электронный музыкальный инструмент. Сконструирован в 1928 году во Франции виолончелистом и педагогом Морисом Мартено.

Инструмент имеет 7-октавную клавиатуру фортепианного типа, а также нить с кольцом, надеваемым на указательный палец правой руки. В левой части инструмента расположена кнопка, играющая роль смычка. Звук производится генератором электрических колебаний, который управляется с клавиатуры, через усилитель подаётся на систему громкоговорителей. Для извлечения звука музыканту необходимо нажать клавишу на клавиатуре либо натянуть нить до соответствующей позиции и нажать левую кнопку. Сила нажатия на неё управляет атакой и громкостью. Рядом имеется переключатель режимов управления (при помощи клавиатуры либо нити) и переключатели тембра. Лёгкое смещение клавиши вбок позволяет получить эффект частотного вибрато, плавное перемещение руки с кольцом вдоль клавиатуры — глиссандо. В то время как правая рука играет на клавишах, левая рука музыканта оперирует потенциометрами, изменяя громкость и (в незначительных пределах) тембр звучания. Впоследствии Мартено создал и запатентовал особую клавиатуру, позволяющую получить интервалы в 1/12 тона. В 1970-х инструмент был модернизирован на базе полупроводниковых элементов, а в 1990-х стал цифровым.

Инструмент впервые был показан в Париже 20 апреля 1928 года, Мартено исполнил сольную партию в специально написанной «Симфонической поэме» Димитриоса Левидиса для волн Мартено и оркестра.

Для инструмента волны Мартено писали главным образом французские композиторы, в 1930-х и 1940-х годах. Он звучит в нескольких произведениях Э. Вареза, А. Жоливе, Ш. Кёклена, Д. Мийо, А. Онеггера. Наиболее активно использовал волны Мартено в своих сочинениях Оливье Мессиан, среди которых «Празднество прекрасных вод» для секстета волн Мартено (1937), «Три маленькие литургии» (1944), Турангалила-симфония (1948), «Неизданные листки» для волн Мартено и фортепиано (опубликовано впервые в 2001) и др.

Posted in Легендарные синтезаторы, Необычные | Tagged , , | Комментарии к записи Волны Мартено отключены