Computación de 8 bits - 8-bit computing

En la arquitectura de la computadora , los enteros de 8 bits u otras unidades de datos son aquellos que tienen un ancho de 8 bits (1 octeto ). Además, las arquitecturas de CPU y ALU de 8 bits son aquellas que se basan en registros o buses de datos de ese tamaño. Las direcciones de memoria (y, por lo tanto , los buses de direcciones ) para CPU de 8 bits son generalmente más grandes que 8 bits, generalmente 16 bits, mientras que en teoría podrían ser de 8 bits y, en algunas situaciones, las direcciones de 8 bits también se usan con 16 bits. direcciones de bits utilizadas principalmente. '8 bits' es también una generación de microcomputadoras en la que los microprocesadores de 8 bits eran la norma.

El término '8 bits' también se aplica a los juegos de caracteres que podrían usarse en computadoras con bytes de 8 bits, siendo las más conocidas varias formas de ASCII extendido , incluida la serie ISO / IEC 8859 de juegos de caracteres nacionales, especialmente latinos. 1 para los idiomas inglés y de Europa occidental.

El IBM System / 360 introdujo la memoria direccionable por bytes con bytes de 8 bits, en contraposición a la memoria direccionable por bit, direccionable por dígitos decimales o direccionable por palabra, aunque sus registros de propósito general tenían 32 bits de ancho y las direcciones estaban contenidas en el 24 bits más bajos de esas direcciones. Los diferentes modelos de System / 360 tenían diferentes anchos de ruta de datos internos; el IBM System / 360 Model 30 (1965) implementó la arquitectura System / 360 de 32 bits, pero tenía un ancho de ruta nativo de 8 bits y realizó aritmética de 32 bits de 8 bits a la vez.

El primer microprocesador de 8 bits ampliamente adoptado fue el Intel 8080 , que se utilizaba en muchas computadoras de aficionados a fines de la década de 1970 y principios de la de 1980, a menudo ejecutando el sistema operativo CP / M ; tenía palabras de datos de 8 bits y direcciones de 16 bits. El Zilog Z80 (compatible con el 8080) y el Motorola 6800 también se usaron en computadoras similares. Las CPU de 8 bits Z80 y MOS Technology 6502 se utilizaron ampliamente en computadoras domésticas y consolas de juegos de segunda y tercera generación de las décadas de 1970 y 1980. Muchas CPU o microcontroladores de 8 bits son la base de los omnipresentes sistemas integrados de la actualidad .

Detalles

Un registro de 8 bits puede almacenar 2 8 valores diferentes. El rango de valores enteros que se pueden almacenar en 8 bits depende de la representación entera utilizada. Con las dos representaciones más comunes, el rango es de 0 a 255 (2 8 - 1) para la representación como un número binario ( sin signo ) , y −128 (−1 × 2 7 ) a 127 (2 7-1 ) para la representación como complemento a dos .

Las CPU de 8 bits utilizan un bus de datos de 8 bits y, por lo tanto, pueden acceder a 8 bits de datos en una sola instrucción de máquina . El bus de direcciones suele tener un ancho de doble octeto ( 16 bits ), debido a consideraciones prácticas y económicas. Esto implica un espacio de direcciones directo de 64  KB (65.536 bytes) en la mayoría de los procesadores de 8 bits.

La mayoría de las computadoras domésticas de la era de los 8 bits explotaban al máximo el espacio de direcciones, como el BBC Micro (Modelo B) con 32 KB de RAM más 32 KB de ROM . Otros, como el muy popular Commodore 64, tenían 64 KB de RAM completa, más 20 KB de ROM, lo que significa que con direccionamiento de 16 bits no podría usar toda la RAM de forma predeterminada (por ejemplo, del intérprete de lenguaje BASIC incluido en la ROM); sin explotar el cambio de banco , lo que permite superar el límite de 64 KB (RAM) en algunos sistemas. Otras computadoras tendrían tan solo 1 KB (más 4 KB de ROM), como el Spectrum ZX80 (mientras que el muy popular Sinclair ZX Spectrum tenía más memoria), o incluso solo 128 bytes de RAM (más almacenamiento de un cartucho de ROM ) , como en una de las primeras consolas de juegos Atari 2600 y, por lo tanto, el direccionamiento de 8 bits habría sido suficiente para la RAM, si no hubiera sido necesario cubrir la ROM también). El Commodore 128 y otros sistemas de 8 bits, es decir, todavía con direccionamiento de 16 bits, podrían usar más de 64 KB, es decir, 128 KB de RAM, también el BBC Master, que se puede expandir a 512 KB de RAM.

Mientras que, en general, las CPU de 8 bits tienen direccionamiento de 16 bits, en algunas arquitecturas tiene ambos, como en MOS Technology | 6502 CPU, donde la página cero se usa ampliamente, guardando un byte en las instrucciones que acceden a esa página, y también tiene instrucciones de direccionamiento de 16 bits que toman 2 bytes para la dirección más 1 para el código de operación. Por lo general, los registros de índice son de 8 bits (mientras que otras CPU de "8 bits", como Motorola 6800 tenían registros de índice de 16 bits), como la CPU 6502, y luego el tamaño de las matrices direccionadas mediante instrucciones de direccionamiento indexadas es como máximo 256 bytes, sin necesidad de un código más largo, es decir, direccionamiento de 8 bits para cada matriz individual.

CPU notables de 8 bits

El primer procesador comercial de 8 bits fue el Intel 8008 (1972), que originalmente estaba destinado al terminal inteligente Datapoint 2200 . La mayoría de los competidores de Intel comenzaron con microprocesadores de 8 bits orientados a caracteres. Las variantes modernizadas de estas máquinas de 8 bits siguen siendo uno de los tipos de procesadores más comunes en los sistemas integrados.

Otra CPU notable de 8 bits es la MOS Technology 6502 . Este, y sus variantes, se utilizaron en varias computadoras personales, como Apple I y Apple II , la familia Atari de 8 bits , BBC Micro y Commodore PET y Commodore VIC-20 , y en varias de consolas de videojuegos, como Atari 2600 y Nintendo Entertainment System .

Procesadores de 8 bits antiguos o populares (incompletos)
Fabricante Procesador Año Comentario
Intel 8008 1972 Compatible con Datapoint 2200
Signetics 2650 1973
Intel 8080 1974 Compatible con fuente 8008
Motorola 6800 1974
Fairchild F8 1975
MOS 6502 1975 Similar al 6800, pero incompatible
Pastilla FOTO 1975 Microcontrolador de arquitectura de Harvard
Matrices electrónicas EA9002 1976 Datos de 8 bits, direccionamiento de 12 bits
RCA 1802 1976
Zilog Z80 1976 8080 compatible con binario
Intel 8085 1977 8080 compatible con binario
Zilog Z8 1978 Microcontrolador de arquitectura de Harvard
Motorola 6809 1978 Compatible con fuente 6800
Intel 8051 1980 Microcontrolador de arquitectura de Harvard
Motorola 68008 mil novecientos ochenta y dos Registros de 32 bits, direccionamiento de 20 o 22 bits, tres ALU de 16 bits, bus de datos de 8 bits; Compatible con software Motorola 68000 , compatible con hardware 6809
MOS 6510 mil novecientos ochenta y dos 6502 mejorado a medida para su uso en el Commodore 64
Ricoh 2A03 mil novecientos ochenta y dos 6502 clon menos instrucciones BCD para Nintendo Entertainment System
Zilog Z180 1985 Compatible con binario Z80
Motorola 68HC11 1985
Atmel AVR 1996
Zilog EZ80 1999 Compatible con binario Z80
Infineon XC800 2005
Freescale 68HC08
Hudson HuC6280 65C02 compatible con binario
Motorola 6803
Comité ejecutivo nacional 78K0

Ver también

Referencias