Zilog Z800

El Zilog Z800 fue un microprocesador de 16 bits diseñado por Zilog y cuyo lanzamiento estaba previsto para 1985. Era compatible en cuanto a instrucciones con el Z80 existente y se diferenciaba principalmente por tener una caché integrada y una unidad de gestión de memoria (MMU) que proporcionaba un rango de direcciones de 16  MB. También incorporó una gran cantidad de instrucciones y modos de direccionamiento nuevos y más ortogonales.

Zilog prácticamente ignoró el Z800 en favor de su Z80000 de 32 bits y el Z800 nunca llegó a producirse en masa. Después de que transcurrieran más de cinco años desde su presentación original, el proyecto fue renombrado como Z280 en 1986. ^{[ 1 ]} El Z280, que llegó a comercializarse, se lanzó en 1987 con un diseño casi idéntico al del Z800, pero esta vez implementado en CMOS .

El Z800 contrasta con el primer intento de Zilog de 16 bits, el Zilog Z8000 , en que el Z800 estaba diseñado para ser compatible con el Z80, mientras que el Z8000 solo era similar al Z80 y no ofrecía compatibilidad directa. Zilog buscó corregir la falta de compatibilidad con el Z80 que presentaba el Z8000 al presentar el Z800, buscando ofrecer compatibilidad binaria con el Z80 con un aumento de rendimiento ocho veces superior al del Z80, reflejando los planes de National Semiconductor de incorporar la emulación del Intel 8080 en ciertos productos de su propia serie de microprocesadores 32000. ^{[ 2 ]}

No se amplió el conjunto de registros , pero los registros e instrucciones se ortogonalizaron significativamente para hacerlos más versátiles y potentes. Se añadieron muchas operaciones nuevas de 8 y 16 bits, y los registros HL, IX e IY se actualizaron, pasando de sus limitadas posibilidades como acumuladores en el Z80 a acumuladores más versátiles. Además de los operandos de registro posibles en el Z80, podían utilizarse con datos inmediatos, direcciones directas, registros indirectos u operandos indexados, incluso relativos al contador de programa. Las operaciones de ocho bits ofrecían aún más posibilidades, incluyendo el direccionamiento relativo al puntero de pila y la opción de desplazamientos inmediatos de 8 o 16 bits.

El bus de direcciones se amplió a 24 bits para direccionar 16 MB de memoria. El chip se ofrecía con un bus externo de 19 bits para 512 kB de RAM o con un bus completo de 24 bits para 16 MB de RAM; la ventaja del bus más pequeño era un encapsulado más pequeño de 40 pines. Al igual que el Z80 anterior, el Z800 conservaba el controlador DRAM interno y el reloj, pero añadía 256 bytes de RAM que podían utilizarse como RAM de "bloc de notas" o como caché. En modo caché, el programador podía configurarlo como caché de datos o de instrucciones, o ambas, y el controlador de memoria interno lo utilizaba para reducir el acceso a la memoria externa (más lenta).

También se contemplaban ambiciosas disposiciones para el multiprocesamiento y procesadores esclavos acoplados de forma flexible o estrecha, con o sin memoria global compartida. Esto se conocía como arquitectura de procesamiento extendido y unidades de procesamiento extendido (EPU).

Otro cambio fue la adición de un bus de datos opcional de 16 bits, que duplicaba la velocidad de acceso a la memoria si se configuraba correctamente. Junto con los dos tamaños de bus de direcciones, esto significaba que el chip se ofrecía en un total de cuatro versiones:

El Z800 era, en muchos aspectos, un "super Z80" inspirado en los minicomputadores , capaz de ejecutar programas existentes, incluso de mayor tamaño, a velocidades considerablemente superiores. Sin embargo, los buses de direcciones y datos estaban multiplexados, y el chip, además, resultaba algo complejo de programar e interactuar con él. El cálculo de los tiempos de ejecución exactos también era mucho más difícil que en el Z80. Por otra parte, el Z80 estándar era suficiente para la mayoría de las aplicaciones de la época, por lo que, en muchos casos, la potencia de cálculo adicional no justificaba la complejidad añadida. Una mala estrategia de marketing también parece haber perjudicado al producto.

Hitachi desarrolló el HD64180 como una versión menos ambiciosa del Z80. Tuvo un gran éxito, probablemente porque es casi tan sencillo de programar e interactuar con él como el Z80 original.

Aparte del exitoso Zilog Z180 (desarrollado en gran parte por Hitachi ) y el Zilog Z182, se hicieron otros intentos para extender la arquitectura Z80. El Z380 de 32 bits (introducido en 1994) fue un fracaso comercial, excepto para algunas aplicaciones específicas de telecomunicaciones. Por otro lado, el rápido eZ80 de 24 bits (introducido en 2001) ha tenido éxito comercial y ha ganado premios de ingeniería. A diferencia del Z800, el Z280 y el Z380, el eZ80 no introduce muchas instrucciones nuevas ni modos de direccionamiento, en comparación con el Z80 original, sino que principalmente extiende los registros de 16 bits del Z80 a 24 bits. Esto le permite alcanzar 256 veces más memoria y añade una unidad de ejecución totalmente segmentada que ejecuta los códigos de operación del Z80 4 veces más rápido que el original.

• Especificación preliminar del producto de la familia de microprocesadores Z800 (00-2259-01) . San José, California : Zilog . Septiembre de 1983.
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• Harston, JG (15 de abril de 1998). "Lista completa de códigos de operación Z80, incluidos los códigos de operación no documentados" . Archivado del original el 16 de enero de 2009. Recuperado el 16 de julio de 2009 .