Z80

 

1. 개요
2. 상세
3. Z80을 탑재한 시스템
3.1. 컴퓨터
3.2. 게임기와 아케이드 기판
3.2.1. 사운드, 기판 간 통신 등의 보조 프로세서
3.3. 기타

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▲ 2.5MHz 자일로그 Z80 마이크로프로세서 (40핀 규격)
이 밖에 Quad Flat Package 형태도 있다.

1. 개요


인텔 8080을 제작한 사람들이 독립해 설립한 회사인 자일로그(Zilog)에서 제작한 8비트 CPU로, 1976년 출시 후로 '''1980년 대에 만든 8비트 기기들 중 가장 인기 좋은 CPU였다.''' 1980년 대까지만 하더라도 수많은 PC와 게임기 등에도 쓰였다. 지금도 임베디드 시스템 등에는 여전히 잘 쓰이고 있다. 공정 미세화된 제품들은 주로 마이크로컨트롤러 등에 원칩 형태로 내장되는 경우가 많다. 자일로그 자체 생산품도 있지만, 도시바, 샤프, 금성사 등에서 만든 클론도 널리 퍼졌다. 게다가 동독과 소련에서도 Z80 클론을 찍어냈을 정도다.
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사진에서 각각 자일로그사, 샤프사, 금성사(현 LG전자)의 세라믹(좌하단), 플라스틱(우하단)버전 Z80칩.

2. 상세

이걸 사용한 하드웨어의 제작/개작이 쉽기 때문에 홈브류 컴퓨터에 주력으로도 쓰이고 있다. 운영 체제의 제작도 간단해 자신의 운영 체제를 만들고 싶거나 배우고 싶어하는 사람들도 많이 쓰고, 나아가 개발 잘 하라고 '''PC의 USB 포트에 꽂아 쓰는 하드웨어 에뮬레이터도 있다.''' 이런 홈브류 컴퓨터의 제작을 주로 다루는 사이트.
8255A와 비슷한 역할을 하는 Z80의 I/O 컨트롤러인 Z80 PIO, Z80용 타이머인 Z80 CTC 등등 Z80 기반 하드웨어의 제작에 도움이 되는 주변 장치들도 있지만 이 문서에서는 Z80 CPU에 대해 설명한다.

* 아키텍처: 인텔 8080 기반에 고유 명령어 세트를 추가

* 메모리 주소 범위: 16비트

* 클럭: 2.5MHz부터 33MHz까지 다양

* 공정: 5µm(5000nm) ~ '''40nm(!)'''

아키텍처는 인텔 8080을 기반으로 한 상위 호환 CPU이다. 인텔 8080에 비해 레지스터, 명령어 추가, 높은 클럭 지원 등의 성능 향상이 있었다. 지원 클럭 범위는 2.5MHz부터 33MHz까지로 8080과 8086 프로세서보다 클럭이 월등히 높다. 클럭에 따라 'Z80', 'Z80A', 'Z80B' 등의 이름을 붙였는데, 1980년 대 8비트 PC에 가장 많이 사용된 프로세서는 Z80A 3.54MHz. 같은 시대의 8비트 프로세서 사이에서는 제법 고성능인 축에 끼는 편이었다. 메모리 주소 범위가 16비트인지라 메모리는 64KB까지 가능하다. 개량품인 Z180은 주소 라인이 20비트로 확장되어 있어 1MB까지 어드레싱이 된다.
지금도 자일로그 회사 자체는 살아있지만 안타깝게도 Z80 이후로 이렇다 할 성공적인 제품을 내놓지 못했다. 16비트 버전인 Z8000, 32비트 버전인 Z80000 등이 있으나 어느 것이나 Z80 만큼의 반응은 없었다. 결국 16비트부터의 CPU 시장은 x86을 내세운 인텔과 680x0 시리즈의 모토로라 등이 주도하게 되었다. 자일로그는 고전을 하다가 1998년 사모 펀드 운영 회사에게 넘어갔으며, 2001년 연방파산법원에 파산 보호 챕터 11을 신청하기도 했다. 2009년에 익시스 코퍼레이션이 인수했고, 결국 회로 보호 제품을 만드는 회사 리틀퓨즈가 2017년 익시스 코퍼레이션을 인수해 오늘날 리틀퓨즈의 자회사에 이르고 있다.
1970년 대나 1980년 대 초반에 출간된 전자/디지털/컴퓨터 서적에는 'Z80'을 '제트팔십'으로 읽었다. 가령 월간 라디오와 모형 1982년 9월호에도 이렇게 소개되었다. 1980년 대 중반에 출간된 서적에는 '지팔공'으로 되어 있다. 어떻게 읽느냐에 따라서 디지털 일렉트로닉스 입문시기를 알아볼 수도 있을 정도. 같은 시기에 매일유업에서 낸 '''G-80'''이라는 유아용 분유가 대대적으로 TV광고를 때린 때이다. '제트팔십'이 익숙한 세대(대다수가 당시 28~32세 신생아 아빠)는 '지팔공'이라는 말을 들으면 이 분유가 생각날 정도.
홈페이지도 있다.
Z80 유저 매뉴얼

3. Z80을 탑재한 시스템


3.1. 컴퓨터

  • 1970/1980년 대에 인기 있던 CP/M 운영 체제를 넣은 컴퓨터. 본래는 인텔 8080용으로 만들어진 운영 체제이나 결국 시장을 지배한 것은 상위 호환 버전인 Z80.
  • 싱클레어 ZX80/ZX81/ZX 스펙트럼
  • 암스트래드 CPC
  • 탠디 TRS-80
  • 코모도어 128
  • MSX. 사양 규격이 'Z80A 상당품'으로 느슨했다. 주로 Z80A 3.579MHz를 썼으나 H64180 같은 호환품을 달기도 했고, 후기에는 'MSX-Engine'이라는 이름으로 주요 부품을 원칩화해서 내장하게 되었는데, 여기에 포함되어 있다. 일부 파나소닉 기종에는 최대 6MHz (실제 속도는 그보다 낮은 약 5.37MHz)의 Z80B가 달려 나오기도 했다. 최후기 버전인 TurboR에는 Z80을 고속화한 16비트 CPU인 R800이 들어갔다.
  • NEC PC-8001, PC-8801, 샤프 MZ-80을 비롯한 1980년 대 제작된 거의 대부분의 8비트 일본제 컴퓨터. 일본 메이저 컴퓨터 생산 기업들 중에서는 거의 유일한 예외가 모토로라 6809를 채용한 후지쯔 FM7 시리즈 정도.
  • 삼성 SPC-1000, SPC-1500 금성 FC-100을 비롯한 1980년 대 초반에 제작된 거의 대부분 8비트 국내 제작 PC. 대부분이 일본 기종을 죄다 베낀 것이기 때문이다. 다만 세운상가제 애플 II 클론 PC는 'MOS 테크놀로지 6502'라는 다른 CPU를 사용했다.

3.2. 게임기와 아케이드 기판


3.2.1. 사운드, 기판 간 통신 등의 보조 프로세서

  • CPS1
  • CPS2(캡콤 "가부키" DL-030P[1] 또는 Z80)
  • MODEL1
  • MODEL2
  • MODEL3
  • PolyGame Master
  • 네오지오
  • 네오지오 포켓
  • 메가 드라이브
  • 타이토 F2 시스템

3.3. 기타

  • 1990년 대 초중반 노래방 기기. 주로 오디오 칩이나 주변 장치들을 관리하는 용도로 많이 사용되었다.
  • TI-83, TI-84 등 텍사스 인스트루먼트사의 공학용 계산기. 2015년에 TI-84의 업그레이드 모델이 나옴과 동시에 명령어가 추가되고 성능이 강화된 eZ80을 쓰기 시작했다. TI-89와 그 위의 등급의 모델들은 모토로라 68000이나 ARM을 쓴다. 이 계산기가 아직도 생산된다는 말은 현재도 자일로그에서 Z80을 찍어내고 있다는 말이다! TI 그래핑 계산기 비교. 실제로 자일로그 Z80은 현재도 임베디드 기기들의 마이크로컨트롤러에 많이 쓰인다.
  • 마이크로 마우스. 1980년 대 초중반에 시작된 마이크로 마우스 경진 대회에 사용된 가장 흔한 조합이 Z80 프로세서에 스테핑 모터를 장착한 형태였다. Z80 어셈블리 소스 코드도 비교적 쉽게 구할 수 있었다.

[1] Z80에 암호화 기능을 넣은 프로세서

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