Klon mikroprocesora Z80 firmy NEC na płycie ZX SpectrumKlon Z80A firmy SHARPOryginalny Z80 firmy ZilogSchemat wyprowadzeń Z80: A0÷A15 – jednokierunkowa trójstanowa 16-bitowa szyna adresowa służąca do adresowania zarówno pamięci, jak i portów wejścia/wyjścia, D0÷D7 – dwukierunkowa, trójstanowa 8-bitowa szyna danych pozostałe wyprowadzenia to sygnały sterujące pracą Z80Radziecki T34BM1, klon procesora Z80Oryginalny Zilog Z80A w 40-pinowej obudowie DIPZilog Z80 A.44 pinowy procesor Z80 w obudowie LQFPArchitektura Z80
Mikroprocesor Z80 powstał na fali entuzjazmu wywołanego przez mikroprocesor Intel 8080.
Grupa pracowników Intela odeszła wówczas z firmy, by założyć własne przedsiębiorstwo o nazwie ZiLOG. W nowej firmie opracowano projekt mikroprocesora opartego na Intel 8080.
Nowy układ o nazwie Z80 wszedł do sprzedaży w lipcu 1976 roku i natychmiast zdobył rynek.
Niemałą zasługę w zyskaniu popularności odegrała w Z80 zgodność programowa z 8080 – systemy oparte na Z80 bez większych problemów mogły korzystać z bogatej bazy istniejącego już oprogramowania (w tym systemu operacyjnegoCP/M).
16-bitowa magistrala adresowa – możliwość zaadresowania 64 kB pamięci RAM i obszaru 64 kB przestrzeni in/out (większość rozkazów operuje na przestrzeni pamięci, stąd też pobierany jest kod i na ten obszar wskazują rejestry adresowe (w tym PC i ukryty WR), przestrzeń in/out można porównać do pamięci RAM w procesorach RISC – dozwolone są najprostsze operacje zapisu/odczytu); wybór pomiędzy RAM a przestrzenią wejścia/wyjścia dokonywany był poprzez jedną z linii sterujących procesora, jego ignorowanie powodowałoby, że przestrzeń pamięci byłaby tożsama z przestrzenią portów i/o;
zasilanie i poziomy logiczne zgodne ze standardem TTL (z wyłączeniem zegara taktującego): zero reprezentowane napięciem w przedziale 0-0,8 V, jedynka – 2-5 V;
dodatkowe rozkazy umożliwiały użycie nowych technik adresowania pamięci oraz przerzucania obszarów pamięci;
wszystkie sygnały sterujące i obie magistrale dostępne wprost (bez multipleksowania);
158 rozkazów, w tym 78 zgodnych z Intel 8080 (zachowana pełna wsteczna kompatybilność z 8080);
bardzo duży jak dla procesora 8-bitowego zestaw rejestrów wewnętrznych ogólnego przeznaczenia wraz z zestawem alternatywnych rejestrów (np. dla wygodnej obsługi przerwań) i rejestrami indeksowymi (np. dla wygodnej implementacji tablic) – A, F, A', F', B, C, D, E, H, L, B', C', D', E', H', L', IX, IY, SP, PC, WZ, IR;
zestaw rozkazów operujących na 16-bitowych danych (rejestry można było „sklejać” parami);
zegar (w zależności od wersji) do 8 MHz, podstawowy cykl rozkazowy 4 takty (teoretycznie zatem do 2 MIPS).
Dodatkową zaletą użycia Z80 była możliwość skorzystania z dobrze zaprojektowanych zewnętrznych układów ściśle współpracujących z jednostką centralną:
Z80 PIO – programowalny układ wejścia/wyjścia zawierający dwa 8-bitowe, niezależne, dwukierunkowe porty równoległe z priorytetową obsługą przerwań;
Z80 SIO – układ zawierający dwa niezależne porty szeregowe z priorytetową obsługą przerwań;
Z80 CTC – układ czasowy – zawierający cztery bloki, z których każdy może pracować jako licznik lub zegar z priorytetową obsługą przerwań;
Z80 DMA – układ zarządzający transmisją danych między urządzeniami wejścia/wyjścia a pamięcią;
Z80 DART – zubożona, tańsza wersja Z80 SIO pracująca tylko w trybie asynchronicznym;
Z80 KIO - układ peryferyjny zawierający: cztery układy czasowe, dwa porty szeregowe, trzy dwukierunkowe porty porty równoległe oraz kontroler przerwań. Dodatkowo firma Mostek produkowała dwa własne układy peryferyjne:
Z80 STI (MK3801) - układ peryferyjny zawierający dwa układy licznikowe, port szeregowy oraz 8-bitowy port równoległy, którego linie mogły pełnić rolę wejść dla układu kontrolera przerwań;
Z80 COMBO (MK3886) – układ peryferyjny zawierający: pamięć RAM (256 B), dwa układy czasowe, dwa porty szeregowe i układ kontroli przerwań.
Współcześnie istnieje graficzny wielozadaniowy system operacyjny SymbOS, który umożliwia na komputerze z procesorem Z80 (np. Amstrad z rozszerzeniem M4 Wifi) korzystanie z zasobów Internetu, np. używanie klienta IRC[1].
