Computação de 8 bits - 8-bit computing

Na arquitetura de computador , inteiros de 8 bits ou outras unidades de dados são aqueles que têm 8 bits de largura (1 octeto ). Além disso, as arquiteturas de CPU e ALU de 8 bits são aquelas baseadas em registradores ou barramentos de dados desse tamanho. Endereços de memória (e, portanto , barramentos de endereço ) para CPUs de 8 bits são geralmente maiores do que 8 bits, geralmente 16 bits, embora possam, em teoria, ser de 8 bits e, em algumas situações, endereços de 8 bits também são usados ​​com 16 bits endereços de bits usados ​​principalmente. '8 bits' é também uma geração de microcomputadores em que os microprocessadores de 8 bits eram a norma.

O termo '8 bits' também se aplica aos conjuntos de caracteres que podem ser usados ​​em computadores com bytes de 8 bits, sendo os mais conhecidos as várias formas de ASCII estendido , incluindo a série ISO / IEC 8859 de conjuntos de caracteres nacionais - especialmente latinos 1 para os idiomas inglês e da Europa Ocidental.

O IBM System / 360 introduziu memória endereçável por byte com bytes de 8 bits, em oposição à memória endereçável por bits ou por dígitos decimais ou por palavra, embora seus registros de uso geral tivessem 32 bits de largura e os endereços estivessem contidos no menos 24 bits desses endereços. Diferentes modelos do System / 360 tinham diferentes larguras de caminho de dados internos; o IBM System / 360 Model 30 (1965) implementou a arquitetura System / 360 de 32 bits, mas tinha uma largura de caminho nativa de 8 bits e executou aritmética de 32 bits 8 bits por vez.

O primeiro microprocessador de 8 bits amplamente adotado foi o Intel 8080 , sendo usado em muitos computadores amadores no final dos anos 1970 e início dos anos 1980, geralmente executando o sistema operacional CP / M ; tinha palavras de dados de 8 bits e endereços de 16 bits. O Zilog Z80 (compatível com o 8080) e o Motorola 6800 também foram usados ​​em computadores semelhantes. As CPUs Z80 e MOS Technology 6502 de 8 bits foram amplamente utilizadas em computadores domésticos e consoles de jogos de segunda e terceira geração nas décadas de 1970 e 1980. Muitas CPUs ou microcontroladores de 8 bits são a base dos sistemas embarcados onipresentes de hoje .

Detalhes

Um registro de 8 bits pode armazenar 2 8 valores diferentes. A faixa de valores inteiros que podem ser armazenados em 8 bits depende da representação inteira usada. Com as duas representações mais comuns, o intervalo é de 0 a 255 (2 8 - 1) para representação como um número binário ( sem sinal ) e −128 (−1 × 2 7 ) a 127 (2 7 - 1) para representação como complemento de dois .

CPUs de 8 bits usam um barramento de dados de 8 bits e podem, portanto, acessar 8 bits de dados em uma única instrução de máquina . O barramento de endereço tem normalmente um octeto duplo ( 16 bits ) de largura, devido a considerações práticas e econômicas. Isso implica em um espaço de endereço direto de 64  KB (65.536 bytes) na maioria dos processadores de 8 bits.

A maioria dos computadores domésticos da era de 8 bits explorava totalmente o espaço de endereço, como o BBC Micro (Modelo B) com 32 KB de RAM mais 32 KB de ROM . Outros, como o muito popular Commodore 64, tinham 64 KB de RAM total, mais 20 KB de ROM, o que significa que com o endereçamento de 16 bits não era possível usar toda a RAM por padrão (por exemplo, do interpretador de linguagem BASIC incluído na ROM); sem explorar a comutação de banco , que permite quebrar o limite de 64 KB (RAM) em alguns sistemas. Outros computadores teriam apenas 1 KB (mais 4 KB de ROM), como o Spectrum ZX80 (enquanto o último muito popular Sinclair ZX Spectrum tinha mais memória), ou mesmo apenas 128 bytes de RAM (mais armazenamento de um cartucho de ROM ) , como em um antigo console de jogo Atari 2600 e, portanto, o endereçamento de 8 bits teria sido suficiente para a RAM, se não fosse necessário cobrir a ROM também). O Commodore 128 , e outros sistemas de 8 bits, ou seja, ainda com endereçamento de 16 bits, poderiam usar mais de 64 KB, ou seja, 128 KB de RAM, também o BBC Master com ele expansível para 512 KB de RAM.

Embora em geral CPUs de 8 bits tenham endereçamento de 16 bits, em algumas arquiteturas você tem ambos, como no MOS Technology | 6502 CPU, onde a página zero é usada extensivamente, salvando um byte nas instruções de acesso a essa página, e também tendo instruções de endereçamento de 16 bits que levam 2 bytes para o endereço mais 1 para o opcode. Normalmente os registros de índice são de 8 bits (enquanto outras CPUs de "8 bits", como Motorola 6800 tinham registros de índice de 16 bits), como a CPU 6502, e então o tamanho das matrizes endereçadas usando instruções de endereçamento indexadas são no máximo 256 bytes, sem a necessidade de código mais longo, ou seja, o endereçamento de 8 bits para cada array individual.

CPUs notáveis ​​de 8 bits

O primeiro processador comercial de 8 bits foi o Intel 8008 (1972), originalmente destinado ao terminal inteligente Datapoint 2200 . A maioria dos concorrentes da Intel começou com esses microprocessadores de 8 bits orientados a caracteres. Variantes modernizadas dessas máquinas de 8 bits ainda são um dos tipos mais comuns de processador em sistemas embarcados.

Outro CPU notável de 8 bits é o MOS Technology 6502 . Ele, e suas variantes, foram usados ​​em vários computadores pessoais, como o Apple I e Apple II , a família Atari de 8 bits , o BBC Micro e o Commodore PET e Commodore VIC-20 , e em vários de consoles de videogame, como o Atari 2600 e o Nintendo Entertainment System .

Processadores de 8 bits anteriores ou populares (incompletos)
Fabricante Processador Ano Comente
Intel 8008 1972 Compatível com Datapoint 2200
Signética 2650 1973
Intel 8080 1974 8008 fonte compatível
Motorola 6800 1974
Fairchild F8 1975
MOS 6502 1975 Semelhante a 6800, mas incompatível
Microchip FOTO 1975 Microcontrolador de arquitetura Harvard
Matrizes Eletrônicas EA9002 1976 Dados de 8 bits, endereçamento de 12 bits
RCA 1802 1976
Zilog Z80 1976 8080 binário compatível
Intel 8085 1977 8080 binário compatível
Zilog Z8 1978 Microcontrolador de arquitetura Harvard
Motorola 6809 1978 6800 fonte compatível
Intel 8051 1980 Microcontrolador de arquitetura Harvard
Motorola 68008 1982 Registros de 32 bits, endereçamento de 20 ou 22 bits, três ALUs de 16 bits, barramento de dados de 8 bits; Motorola 68000 compatível com software, 6809 compatível com hardware
MOS 6510 1982 Aprimorado 6502 feito sob medida para uso no Commodore 64
Ricoh 2A03 1982 Clone 6502 sem instruções BCD para o Nintendo Entertainment System
Zilog Z180 1985 Compatível com binário Z80
Motorola 68HC11 1985
Atmel AVR 1996
Zilog EZ80 1999 Compatível com binário Z80
Infineon XC800 2005
Freescale 68HC08
Hudson HuC6280 65C02 binário compatível
Motorola 6803
NEC 78K0

Veja também

Referências