El fin de una era: Zilog descataloga el microprocesador Z80

A partir de junio de 2024, el venerable microprocesador Z80 lanzado por Zilog en 1976 ya no estará disponible como pieza independiente.

Troquel Zilog Z80, código de fecha 1990. Imagen cortesía de ZeptoBars (CC BY 3.0 Unported)

A pesar de los numerosos avances y revoluciones en la industria de la ingeniería mecánica, algo de silicio existe desde hace décadas. Aún puede ir a DigiKey o Mouser y solicitar un temporizador NE555, fabricado por primera vez en 1971, o un amplificador operacional LM741 de 1968. Estos chips son íconos del nacimiento de la electrónica de circuitos integrados. El ciclo de vida del Z80, que fue igualmente extraordinario para esta época, ha llegado a su fin.

El Intel 8080 y el nacimiento del Zilog Z80

Zilog, ahora propiedad de Littlefuse, surgió de la carrera por el microprocesador de un solo chip. El principal fundador de Zilog, Federico Faggin, desarrolló el Intel 4004 de 4 bits, generalmente considerado el primer microprocesador comercial de un solo chip, y el Intel 8008 de 8 bits.

También jugó un papel decisivo en la mejora de los procesadores sucesores 4040 y 8080. Introducido en 1974, el 8080 fue el primer microprocesador potente de 8 bits. Era más potente y podía abordar directamente 64 KB de RAM. Además, la interfaz era más sencilla que la de los chips de microprocesador anteriores de Intel.

Sin embargo, Faggin quería más para el microprocesador que Intel en ese momento. Según cuenta la historia, Intel se centró más en vender RAM y ROM estáticas, viendo en gran medida el microprocesador como una forma de vender más chips de memoria en lugar de como un producto valioso en sí mismo. Dejó Intel a finales de 1974 con Ralph Ungermann para fundar Zilog. Inicialmente, ambos se fijaron como objetivo desarrollar un microcontrolador monochip rentable. Sin embargo, sin capacidad de fabricación propia, el producto no sería económicamente viable debido a la fuerte competencia y los bajos márgenes. Después de dejar de lado esta idea, decidieron desarrollar un chip microprocesador mejorado que fuera compatible con el popular 8080.

CPU Z80 en un paquete DIP de 40 pines, código de fecha 1983. Imagen de Duane Benson

El nuevo chip sería compatible con el código 8080, pero con 120 códigos de operación más, registros adicionales y espacio de memoria y E/S separados. El Z80 utiliza una fuente de alimentación única de +5 voltios en lugar de la fuente de alimentación dividida de +5/-5/+12 voltios que requiere el 8080. No requería un chip de reloj externo y podía funcionar en una sola etapa para la depuración. Zilog inicialmente contrató a Mostek, el desarrollador del microprocesador 6502 de la competencia, para producir el Z80.

En la computadora personal

En el momento del lanzamiento del Z80, las computadoras de escritorio Altair 8800 e IMSAI 8080 basadas en 8080, con su bus S100, ya se habían convertido en una plataforma estándar para computadoras en kit y semi-kit. Gary Kildall de Digital Research también había apuntado al 8080 para sistemas operativos CP/M. En otras palabras, la plataforma y el sistema operativo estaban listos y esperando que llegara el Z80.

El Z80, con su compatibilidad binaria 8080, voltaje de suministro único y requisitos reducidos de chip de soporte, cabe fácilmente en una sola tarjeta en un chasis «mainframe» S100 de escritorio. El Z80 impulsó las tres líneas de computadoras de autobús S100 para pequeñas empresas más populares en la década de 1970: Cromemco, Vector Graphic y North Star. Por primera vez, los usuarios de oficina podían ejecutar software de procesamiento de textos como WordStar o software de gestión de bases de datos como dBase II sin tener que depender de grandes sistemas de tiempo compartido o costosas minicomputadoras.

Computadora Z80 de placa única Cromemco S100-bus, como se muestra en la revista Byte, septiembre de 1979. Imagen cortesía de Internet Archive

La Z80 fue la CPU de 8 bits más utilizada hasta mediados de la década de 1970, hasta que fue reemplazada por la PC IBM basada en Intel 8088 a principios de la década de 1980. Con la introducción del Radio Shack TRS-80 con tecnología Z80 en 1977, los consumidores vieron la primera computadora doméstica similar a un dispositivo. El TRS-80 enfrentó al Z80 con el Mostek 6502, que rivalizaba con el Apple II y el Commodore PET como CPU de computadora personal dominante.

Las primeras computadoras «portátiles» funcionaban con Z80. El Kaypro II y el Osborn I, con sus dos disquetes, pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT) y teclados en una caja portátil e independiente de 25 libras, funcionaban con el Z80 y ejecutaban el sistema operativo CP/M.

Z80 como dispositivo integrado

A mediados de la década de 1980, en el mundo de las PC empresariales, las CPU de 8 bits se consideraban inadecuadas en comparación con las PC IBM y el Apple Macintosh basado en Motorola 68000. Los intentos de Zilog de desarrollar microprocesadores de PC sucesores de 16 y 32 bits en la década de 1980 (el Z800, Z8000 y Z80000) fracasaron debido al afianzamiento de la arquitectura x86 de Intel.

Aun así, el Z80 siguió adelante. El chip tenía un gran número de seguidores, muchos programadores capaces. Era económico y fácil de implementar, y el mundo integrado cosechó estos beneficios. El Z80 encontró su lugar en impresoras, fotocopiadoras, máquinas de fax, módems y una variedad de equipos industriales, comerciales y científicos. Uno de los microprocesadores Z80 más grandes instalados es la serie de calculadoras gráficas Ti-8X de Texas Instruments. La mayoría funcionan con el Z80, lo que pone el procesador en manos de millones de estudiantes en todo el mundo.

Adiós Z80, mi viejo amigo.

Debido a que la arquitectura obsoleta Z80 no puede competir con RISC de 8 bits y procesadores integrados de 32 bits de bajo costo, Zilog ha decidido descontinuar la línea de productos. Las versiones descatalogadas del Z80 están disponibles en NMOS con velocidades de reloj de 4 MHz a 8 MHz y en CMOS de 8 MHz a 20 MHz. Éstas incluyen:

• Z84C0006VEG
• Z84C0006PEG
• Z84C001PEG
• Z84C0008AEG
• Z84C0020VEG
• Z84C0008PEG
• Z84C0010AEG
• Z84C0010VEG00TR
• Z84C0020AEG
• Z84C0020PEG
• Z84C0006AEG

Zilog aceptará órdenes de compra finales hasta el 14 de junio de 2024.

Las huellas del Z80 perdurarán. Los núcleos blandos Z80 están disponibles para su implementación en FPGA, y el eZ80 es un procesador integrado derivado con arquitectura avanzada que es compatible con el código Z80 pero mucho más rápido y más moderno en direccionamiento de memoria e interfaz.

; Z80 Signing off
ORG 0000H  ; Set program origin to 0000
HALT       ; So long, and thanks for all the opcodes
END