Nec UPD71088

Отличный выбор! NEC µPD71088 — это классический микропроцессор, известный также как V20. Это важный представитель семейства x86-совместимых процессоров, который сыграл значительную роль в истории ПК.

Общее описание

NEC µPD71088 (V20) — это 16-битный микропроцессор, выпущенный компанией NEC в 1984 году. Его главная особенность — полная двоичная совместимость с процессором Intel 8088 (сердце оригинального IBM PC), но с существенно увеличенной производительностью (на 20-30% в среднем) за счёт оптимизированного ядра, расширенного набора команд и более эффективного конвейера.

Ключевая инновация V20 — поддержка двух наборов инструкций:

1. Режим 8088: Полная совместимость с IBM PC/XT.
2. Режим 8080: Эмуляция процессора Intel 8080, что позволяло напрямую выполнять ПО, написанное для CP/M и других систем на 8080 (с помощью специального транслятора команд от NEC). Это была уникальная "фича" для своего времени.

По сути, V20 стал одним из первых клона-улучшений (а не просто копией) процессора Intel, что привело к знаменитому судебному разбирательству между Intel и NEC. Суд встал на сторону NEC, разрешив создание совместимых процессоров, если их микрокод был разработан "чистым" (clean room) способом. Это решение открыло дорогу для множества других производителей (AMD, Cyrix и др.) и удешевило рынок ПК.

Технические характеристики

• Архитектура: 16-битная, x86-совместимая.
• Тактовая частота: 5 МГц, 8 МГц, 10 МГц (в зависимости от модификации). Мог устанавливаться в материнские платы, рассчитанные на 4.77 МГц (оригинальная частота IBM PC), и работал на них стабильно, давая прирост производительности даже на той же частоте.
• Внешняя шина данных: 8-битная (как у 8088).
• Внутренняя архитектура: 16-битная.
• Адресная шина: 20 бит, что позволяло адресовать 1 МБ оперативной памяти.
• Набор инструкций:
  • Полный набор команд Intel 8088 (включая умножение/деление).
  • Дополнительные команды, позже вошедшие в стандарт NEC (например, BOUND, ENTER, LEAVE, RETS, RETI, умножение/деление с непосредственным операндом и др.). Многие из этих команд позже появились в процессорах Intel 80186 и 80286.
  • Режим эмуляции Intel 8080.
• Техпроцесс: CMOS (потреблял меньше энергии, чем NMOS-версии Intel 8088).
• Корпус: Обычно DIP-40 (Dual In-line Package с 40 выводами).
• Напряжение питания: +5В.
• Производительность: При одинаковой тактовой частоте на 20-30% выше, чем у Intel 8088, благодаря более эффективному конвейеру (в среднем 4 такта на инструкцию против 7-8 у 8088).

Парт-номера (Part Numbers) и модификации

NEC выпускала несколько вариантов процессора. Основные парт-номера:

• µPD70108: Базовое обозначение.
• µPD70108H: Версия с тактовой частотой 8 МГц.
• µPD70108-10: Версия с тактовой частотой 10 МГц.
• µPD71088: Альтернативное обозначение, часто использовавшееся как синоним V20.
• V20: Коммерческое название, под которым процессор был наиболее известен. На корпусе часто было написано NEC D70108C или аналогично, а ниже — V20.

Также существовали версии с буквами, обозначающими корпус:

• µPD70108C-8 (керамический корпус, 8 МГц)
• µPD70108D-8 (пластиковый корпус, 8 МГц)

Важно: Существовал также µPD70116 (V30) — старший брат V20 с 16-битной внешней шиной данных, полным аналогом Intel 8086 и такой же повышенной производительностью.

Совместимые и использующие модели

V20 был популярной апгрейд-заменой (drop-in replacement) для оригинального Intel 8088. То есть, чтобы его установить, нужно было просто аккуратно вынуть старый 8088 из сокета и вставить V20.

Компьютеры, в которых часто встречался или использовался для апгрейда:

1. IBM PC (модель 5150) и IBM PC/XT (модель 5160): Самый частый кандидат на замену. Многие пользователи и сборщики клонов ставили V20 вместо оригинального 8088.
2. Многочисленные IBM PC-совместимые клоны (PC-совместимые) конца 1980-х: Производители из Азии и Европы часто использовали более дешёвый и производительный V20 по умолчанию.
3. Tandy 1000 и другие модели Tandy: Часто использовали V20 в качестве стандартного процессора.
4. Amstrad PC-1512, PC-1640: Популярные в Европе ПК, часто на базе V20.
5. Оригинальный NEC PC-8801: Некоторые модели использовали V20 в режиме 8080 для совместимости с ПО.
6. Sharp X1 Turbo Z: Японский домашний/бизнес-компьютер.
7. Бытовые компьютеры и игровые системы: Например, Philips :YES, некоторые модели Sega AI Computer.
8. Различные встраиваемые системы и контроллеры благодаря низкому энергопотреблению CMOS-версий.

Совместимые устройства (чипсеты, периферия):

• Все чипсеты и контроллеры, разработанные для IBM PC/XT (Intel 8284, 8288, 8259, 8237 и т.д.).
• Сопроцессор Intel 8087 (математический сопроцессор) был полностью совместим с V20.

Итог

NEC µPD71088 (V20) — это исторически важный процессор, который не просто скопировал, но и улучшил стандарт Intel 8088, предложив большую производительность, дополнительный набор команд и уникальный режим совместимости с 8080. Он стал символом эпохи "войны клонов" и способствовал демократизации рынка персональных компьютеров. Сегодня он является желанным экспонатом для коллекционеров и энтузиастов ретрокомпьютинга.