Niec PC15016

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для NEC PC-15016 (также широко известного как NEC V20).

Описание

NEC PC-15016 — это 16-битный микропроцессор, который является улучшенным клоном и функциональным аналогом процессора Intel 8088, использовавшегося в оригинальном IBM PC и XT. Его ключевая особенность — высокая степень аппаратной и программной совместимости с 8088, что позволяло использовать его как "дроп-ин" замену для значительного повышения производительности.

Главное преимущество PC-15016 (V20) перед оригинальным 8088:

• Архитектурные улучшения: Внутренне он использует более эффективную микроархитектуру, близкую к Intel 80186, что дает прирост производительности на ~20-30% на той же тактовой частоте при выполнении типичных операций.
• Расширенный набор инструкций: Поддерживает все команды 8088, а также дополнительные инструкции от процессоров 80186 (например, ENTER, LEAVE, BOUND, PUSHA, POPA, умножение с непосредственным операндом и др.). Также включает режим совместимости с процессором NEC µPD8080 (предшественник 8086), что позволяло эмулировать старые 8-битные программы на аппаратном уровне.
• Энергоэффективность: Потребляет меньше энергии по сравнению с 8088.

Благодаря этому, PC-15016 (V20) стал чрезвычайно популярным и недорогим апгрейдом для владельцев IBM PC/XT-совместимых компьютеров, а также широко использовался в различных встраиваемых системах, портативных компьютерах (например, Tandy 1000, некоторые Olivetti) и даже в игровых автоматах.

Технические характеристики

• Архитектура: 16-битная, с внешней 8-битной шиной данных (как у 8088).
• Тактовая частота: Стандартные версии: 5 МГц, 8 МГц, 10 МГц. Существовали и более редкие варианты на других частотах.
• Адресное пространство: 1 МБ оперативной памяти (20-битная адресная шина).
• Техпроцесс: Изначально 2 мкм, позже 1.5 мкм.
• Корпус: Стандартно DIP-40 (Dual In-line Package с 40 выводами), также выпускался в PLCC-44 и QFP для поверхностного монтажа.
• Напряжение питания: +5В.
• Интерфейс шины: Полная совместимость с мультиплексированной шиной Intel 8088.
• Особенности:
  • Улучшенный конвейер команд.
  • Более эффективный микрокод.
  • Набор инструкций 8088 + подмножество инструкций 80186.
  • Режим эмуляции µPD8080 (NEC 8080).
  • Поддержка многопроцессорных конфигураций.

Парт-номера и основные обозначения

Процессор продавался под разными обозначениями в зависимости от рынка и производителя оборудования. PC-15016 — это, скорее всего, парт-номер OEM-производителя (например, Packard Bell), использовавшего чип в своих системах.

Основные коммерческие обозначения от NEC:

• µPD70108 (D70108) — самое распространенное и "официальное" обозначение чипа как аналога 8088.
• µPD70116 (D70116) — версия с полной 16-битной внешней шиной данных (аналог 8086). Не является прямым аналогом PC-15016, но принадлежит к тому же семейству V20/V30.
• V20 — общее маркетинговое название семейства (для 8-битной шины). Именно под этим именем процессор наиболее известен.

Примеры полных маркировок на корпусе (DIP-40):

• µPD70108-8 — процессор V20, работающий на частоте 8 МГц.
• D70108C-10 — процессор V20, работающий на частоте 10 МГц.
• V20 — может быть нанесено как логотип.

Совместимые процессоры от других производителей:

• Intel 8088 — базовый аналог, который V20 превосходит.
• AMD 8088 — клон Intel 8088.
• Частные клоны V20/V30 от других производителей (например, в СССР выпускался аналог КР1810ВМ86 — клон 8086, но не V20).

Совместимые модели компьютеров и сферы применения

Процессор использовался в двух основных качествах:

1. Как штатный процессор в компьютерах:

• NEC PC-8801 (некоторые поздние модели).
• Olivetti M24 (и его клон AT&T 6300) — один из самых известных компьютеров на V20.
• Tandy 1000 (серии A, HX и др.) — очень популярная домашняя система.
• Sharp PC-4501 и другие портативные ПК.
• Packard Bell (вероятно, модель, где и использовался парт-номер PC-15016).
• Многие европейские и азиатские клоны IBM PC конца 1980-х.
• Игровые автоматы: Например, известный аркадный автомат Capcom CP System (CPS1) использовал V20 в качестве звукового процессора.

2. Как апгрейд для IBM PC/XT и совместимых: Это было самое массовое применение. Пользователи могли купить V20 и просто заменить им родной Intel 8088 на материнской плате. Для этого требовалось лишь аккуратно извлечь старый процессор и вставить новый. После этого система работала заметно быстрее без каких-либо изменений в ПО. Существовали даже специальные комплекты для апгрейда (например, "The Racer" от фирмы PC's Limited).

Важное замечание по совместимости: В абсолютном большинстве случаев замена 8088 на V20 проходила успешно. Однако существовало очень мало программ (в основном низкоуровневых, работающих с таймингами или использующих недокументированные особенности 8088), которые могли работать некорректно. Для них в V20 был предусмотрен переключатель в режим полной эмуляции 8088 (через вывод TEST), но на обычных материнских платах он обычно не использовался.

Итог: NEC PC-15016 / V20 — это легендарный процессор эпохи 8/16-битных IBM PC-совместимых систем, который предложил простой и дешевый путь к повышению производительности и стал важной вехой в истории персональных компьютеров.