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La
copertina
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Il
nuovo manuale Z80
monografia
- giugno 1982 - L. 16.000
Perche' parlare di una CPU all'interno di una rubrica che
si occupa principalmente di vecchie riviste? Chi ha seguito
un poco gli articoli presentati in questa rubrica si sarà
accorto che la sigla Z80 appare spesso fra le caratteristiche
hardware dei sistemi personal fino al 1990 circa. La scelta
della CPU era ovviamente un aspetto fondamentale per i progettisti
di PC e Home computer e si trattava di una scelta difficile,
niente a che vedere con quello che succede ora dove in pratica
ci sono solo i microprocessori x86 e poco altro! Adottare
una CPU piuttosto che un'altra voleva dire fare la differenza
fra il successo e il fallimento di un progetto. D'altra
parte bisogna riconoscere che ogni micro prodotto dall'industria
elettronica aveva i propri pregi, magari solo quello del
costo più contenuto rispetto alla concorrenza e i
propri inevitabili difetti.
Lo Z80 è stato un microprocessore che senza ombra
di dubbio a segnato profondamente la storia dell'elettronica
digitale e dell'informatica in particolare. Citando direttamente
dall'introduzione del volume: - "Introdotta
sul mercato al principio del 1976, la Z80-CPU si e' rapidamente
imposta come il microprocessor dalle prestazioni piu' avanzate,
ovvero il microprocessor della terza generazione"
.
I motivi di un così rapido e duraturo successo (sono
ancora commercializzate ed usate in vari progetti), sono
frutto di molte sfacettature ma sicuramente i fattori principali
sono stati a mio avviso quattro e precisamente:
- compatibilita' con la Intel 8080
- trasporto del CP/M e sua diffusione
- supporto alle memorie dinamiche
- completa gamma di co-processori
Fra questi non esito ad eleggere come di massima importanza
il supporto delle memorie dinamiche. Le memorie dinamiche
sono facili da costruire e quindi costano poco rispetto
a quelle statiche, ma hanno il brutto vizio di perdere l'informazione
se non rinfrescate. Il compito di refresh e' perfetto per
una CPU (si tratta in pratica di fare delle letture cicliche
e quindi in definitiva di emettere indirizzi in sequenza
sul bus), ma stranamente prima dello Z80 nessuno ci aveva
pensato, così la comparsa di un micro in grado di
emettere indirizzi per il refresh e soprattutto senza cali
prestazionali (il refresh viene eseguito durante la fase
di fetch dell'istruzione), rese possibile la costruzione
di schede madri più piccole e che assorbivano meno
corrente.
Nella corsa verso il successo di mercato non si deve dimenticare
anche alcune geniali trovate dei progettisti, fra i quali
figura anche Federico Faggin, un italo-americano fondatore
delle Zilog ed autore della presentazione in testa al volume,
come ad esempio quella di dotare la CPU di un doppio set
di registri e di una istruzione di commutazione. Lo Z80
può cioè fare un context-switching a due livelli
senza impegnare lo stack.
Sul fronte del supporto alla costruzione di sistemi di elaborazione
la Zilog dotò il suo gioiello di un set completo
di co-processori: il SIO (seriale), il PIO (parallela),
il CTC (timer) e DMA per l'accesso diretto alla memoria.
Tutti compatibili con la CPU, nel senso che hanno gli stessi
livelli di tensione e la stessa temporizzazione: elementi
fondamentali per integrare i circuiti senza complicati schemi
di trasformazione dei segnali.
La CPU fu costruita in tre famiglie: Z80A con clock fino
a 2,5 MHz; Z80B con clock fino a 4 MHz e Z80C con clock
fino a 6 MHz. Ad un certo punto la Zilog fu costretta a
rilasciare la licenza di costruzione anche ad altri (NEC
ad esempio, ma non solo) per tenere testa ai volumi di produzione
richiesti dal mercato.
Ulteriori caratteristiche progettuali come ad esempio il
set di istruzioni completo e molto potente nel trattamento
dei dati a blocchi, i modi di indirizzamento e la gestione
rivoluzionaria degli interrupt, hanno giocato un loro ruolo
nel successo di questo componente.
La Zilog produrra' in seguito una versione a 16 bit denominata
Z8000. Un sistema molto potente ma, chiessa' per quale ragione
la IBM nel costruire il suo PC gli preferì la CPU
8088 della Intel (forse solo per ragioni di costi) che,
oltre ad avere una allucinante gestione della memoria per
segmentazione, godeva (si fa per dire) di un bus indirizzi
a soli 8 bit, obbligando all'adozione di un circuito esterno
per la costruzione dell'indirizzo fisico reale a 16 bit.
Qualche ottimo progetto fu comunque costruito attorno allo
Z8000, come la linea L1 della Olivetti con i mini M40 e
M60 (si trattava in realta'di un progetto originale della
AT&T). L'M60 in particolare poteva montare fino a tre CPU
Z8000 e diventare quindi un sistema multiprocessore. Non
era comunque un multiporocessore SMP come quelli che vanno
per la magggiore attualmente: una delle CPU controllava
le altre. La potenza elaborativa dello Z8000 era comunque
palpabile sui sistemi esaminandone la relativa semplicità
costruttiva e il software di sistema che era ad un tempo
spartano ma potentissimo. Il sistema operativo adottato
era il MOS, scritto in Pascal+, una sorta di pascal concorrente,
mentre la linea americana aveva adottato uno Unix (del resto
la AT&T lo Unix ce lo aveva in casa!).
Il Nuovo manuale Z80, edito da Editrice il Rostro, autori
Patrizio Sesto Rubino e Giuseppe Pranzo Zaccaria, non è
che uno delle tante monografie fiorite attorno alla CPU
nei suoi anni ruggenti. Ho scelto di parlare di questo perchè
è scritto con estrema chiarezza e, proponendosi come
un vero e proprio manuale, ne presenta le caratteristiche
in maniera chiara e completa senza essere troppo sintetico.
E' molto facile infatti che simili testi si trasformino
nelle mani degli autori e diventino dei semplici pappagalli
dei data-sheet originali editi dalle ditte costruttrici
dei chip. Degli stessi autori "Il
Manuale Z8000" che uscira' qualche anno
piu' tardi, lavoro indubbiamente molto piu' impegnativo
(il volume è grosso più del doppio) date le
accresciute caratteristiche del progetto Z8000 rispetto
al capostipite con un solo zero.
Ad
Excelsior - Aprile 2002
sonicher@webriviste.com
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