Intel 4040

Intel 4040

Керамический вариант C4040.
Общая информация
Выпущен	1974
Снято с производства	1981
Стандартный производитель (-ы)	Intel
Производительность
Макс. CPU тактовая частота	от 500 кГц до 740 кГц
Ширина данных	4 бит
Ширина адреса	12 (мультиплексированный)
Архитектура и классификация
Мин. размер функции	10 μm
Набор команд	4-битный BCD ориентированный
Физические характеристики
Транзисторы	3000
Упаковка (и)	24 контакта DIP
Разъем (ы)	DIP24
История
Предшественник	Intel 4004
Преемник	нет (Intel прекратила выпуск своих 4-битных процессоров после 4040.)

Микропроцессор Intel 4040 был преемником Intel 4004. Он был представлен в 1974 году. В 4040 использовалась технология 10 μm кремниевого затвора увеличивающая нагрузка PMOS, он состоял из 3000 транзисторов и мог выполнять примерно 62000 инструкций в секунду. Общая производительность, схема шины и набор команд были идентичны 4004, с основными улучшениями, заключающимися в добавлении дополнительных строк и инструкций для распознавания и обслуживания прерываний и аппаратных команд Halt / Stop (последнее позволяет оператору: управляемый пошаговый режим для целей отладки), расширенный внутренний стек и регистровое пространство общего назначения «Индекс» для обработки вложенности нескольких подпрограмм и / или прерываний, а также удвоение программы ROM диапазон адресов.

Керамический вариант D4040. Пластиковый вариант P4040.

• 1 Новые функции
• 2 Расширения
• 3 Характеристики
• 4 Конструкторы
• 5 Новые опорные чипы
• 6 Производство
• 7 Примечания
• 8 Ссылки
• 9 Дополнительная литература

Микроархитектура i4040. NB, «шина данных» также используется для адресации

• прерываний
• , а также аппаратного и программного HALTing.
• маломощный режим ожидания

регистры Intel 4040

2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ( позиция бита) Накопитель A AНакопитель Коды условий C CФлаг arry Индексные регистры R0 R1 Индексный банк 0 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R0 R1 Индексный банк 1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Счетчик программ ПК Pпрограмма C счетчик Стек вызовов с раскрывающимся адресом PC1 Уровень вызова 1 PC2 Уровень вызова 2 PC3 Уровень вызова 3 PC4 Уровень вызова 4 PC5 Уровень вызова 5 PC6 Уровень вызова 6 PC7 Уровень вызова 7

• Набор команд расширен до 60 инструкций (14 новых инструкций добавлены к существующим 46, в основном связанных с обработкой прерываний, остановкой / синтаксисом). gle step и переключение банков ПЗУ)
• Программная память (ПЗУ) расширена до 8 КБ (13-битное адресное пространство) с использованием переключения банков (исходный выбор одного чипа 4004 расширен до двух взаимно эксклюзивные строки)
• Регистры расширены до 24 (8 добавлены к 16 существующим 4-битным универсальным "индексным регистрам", в основном для использования с обработкой прерываний)
• Подпрограмма / прерывание стек расширен до 7 уровней (с использованием специальных внутренних регистров)

• Шина данных: 4-битная
• Адресная шина: 12-битная для ПЗУ (мультиплексированы на шину данных ; адреса потребовалось три цикла шины для передачи, как и в 4004), фактически 13-битное с использованием команд переключения банка; эффективно 10-битный или 8-битный для RAM (8-битный прямой адрес плюс один из четырех, т. е. 2-битный эквивалент, выбор банка; дополнительные 256 ячеек памяти "состояния" требовали использования команд ввода / вывода для чтения или запись из общего 8-битного адресного пространства)
• Напряжение: -15 В постоянного тока
• Рабочая частота: от 500 до 740 кГц, основная тактовая частота (2 фазы, с перекрытием); От 62500 до 92500 8-тактовых машинных циклов в секунду, каждая инструкция требует одного или двух машинных циклов для чтения и выполнения, что означает приблизительное среднее значение 62 kIPS при 740 кГц с равным соотношением.
• Производительность: Заявленное время выполнения ~ 850 мкс для добавления двух 32-битных (8-значных BCD) чисел, или около 1175 таких операций в секунду и примерно 10 машинных циклов на пару цифр.

Федерико Фаггин предложил проект, сформулировал архитектуру и руководил дизайном. Детальный дизайн был выполнен Томом Иннесом (Тиннес из Бристоля).

• Драйверы 4-битной параллельной шины 3216 и 3226
• 4101 - 256 x 4-бит Статическое ОЗУ
• 4201 - Генератор часов, от 500 до 740 кГц, с использованием кристаллов от 4,000 до 5,185 МГц
• 4207 - 8-битный выходной порт общего назначения
• 4209 - 8-битный входной порт общего назначения
• 4211 - общего назначения 8- битовый порт ввода / вывода
• 4265 - Программируемый ввод / вывод общего назначения
• 4269 - Программируемая клавиатура / дисплей
• 4289 - Стандартный интерфейс памяти (заменяет 4008/4009)
• 4308 - 1K x 8-битное ПЗУ плюс 4 x 4-битных порта ввода-вывода
• 4316 - 2K x 8-битное ROM
• 4702 - 256 x 8-битное EPROM

Филиппины

• ChipDB Datasheets: i4040 (PDF)
• Bitsavers: Руководство пользователя MCS-40, ноябрь 1974 г. ( PDF)
• Wikichip: MCS-40
• Pastraiser: Организация памяти i4040
• Intel-Vintage: микросхемы памяти
• Зона процессора: набор микросхем MCS-4
• Зона процессора: i4702