อินเทล 8080

โปรเซสเซอร์ Intel 8080 แบบปิดและแบบเปิด
ข้อมูลทั่วไป
เปิดตัว	เมษายน พ.ศ. 2517 ( เมษายน 1974 )
เลิกผลิตแล้ว	1990 [ 1 ] ( 1990 )
ทำการตลาดโดย	อินเทล
ออกแบบโดย	อินเทล
ผู้ผลิตทั่วไป	อินเทล
ผลงาน
ความเร็วสัญญาณนาฬิกาCPU สูงสุด	2 เมกะเฮิร์ตซ์ ถึง 3.125 เมกะเฮิร์ตซ์
ความกว้างของข้อมูล	8 บิต
ความกว้างของที่อยู่	16 บิต
ข้อกำหนดทางกายภาพ
ทรานซิสเตอร์	4,500 หรือ 6,000 [ 2 ]
แกนกลาง	1
บรรจุุภัณฑ์	40-pin DIP
ซ็อกเก็ต	ดีพี40
สถาปัตยกรรมและการจำแนกประเภท
โหนดเทคโนโลยี	6 ไมโครเมตร
ชุดคำสั่ง	8080
ประวัติศาสตร์
ผู้มาก่อน	อินเทล 8008
ผู้สืบทอด	อินเทล 8085
สถานะการสนับสนุน
ไม่ได้รับการสนับสนุน

Intel 8080เป็น ไมโครโปรเซสเซอร์ 8 บิตตัวที่สองของIntelเปิดตัวในเดือนเมษายน พ.ศ. 2517 โดย 8080 เป็น รุ่นต่อ ยอด จาก ไมโครโปรเซสเซอร์Intel 8008รุ่นก่อนหน้าที่เข้ากันได้กับ ระบบไบนารีที่ได้รับการปรับปรุง ^{[ 3 ]}เดิมทีตั้งใจให้ใช้ในระบบฝังตัวเช่นเครื่องคิดเลขเครื่องบันทึกเงินสดเทอร์มินัลคอมพิวเตอร์และหุ่นยนต์อุตสาหกรรม^{[ 4 ]}ประสิทธิภาพของมันในไม่ช้าก็ทำให้มีการนำไปใช้ในระบบที่หลากหลายมากขึ้น ซึ่งในที่สุดก็ก่อให้เกิดอุตสาหกรรม ไมโครคอมพิวเตอร์

การออกแบบที่สำคัญหลายประการมีส่วนทำให้ 8080 ประสบความสำเร็จ แพ็คเกจ 40 พินช่วยลดความซับซ้อนของการเชื่อมต่อเมื่อเทียบกับการออกแบบ 18 พินของ 8008 ทำให้บัสข้อมูล มีประสิทธิภาพมากขึ้น การเปลี่ยนไปใช้ เทคโนโลยี NMOS ทำให้ความเร็วของทรานซิสเตอร์เร็วกว่า PMOSของ 8008 และยังทำให้ สามารถใช้งานร่วมกับ TTL ได้ด้วย ชุดคำสั่งที่ขยายใหญ่ขึ้นและ บัสแอดเดรส 16 บิต เต็มรูปแบบ ทำให้ 8080 สามารถเข้าถึงหน่วยความจำได้มากถึง 64 KB ซึ่งเพิ่มความจุเป็นสี่เท่าของรุ่นก่อนหน้า การมีชิปสนับสนุนที่หลากหลายมากขึ้นช่วยเพิ่มฟังก์ชันการทำงานให้ดียิ่งขึ้น การปรับปรุงเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจากการรับฟังความคิดเห็นของลูกค้า โดยนักออกแบบFederico Fagginและคนอื่นๆ ที่ Intel ได้รับฟังข้อบกพร่องในสถาปัตยกรรม 8008 จากภาคอุตสาหกรรม

โปรเซสเซอร์ 8080 ได้ถูกนำไปใช้ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล รุ่นแรกๆ เช่นAltair 8800และระบบบัส S-100 รุ่นต่อมา และยังทำหน้าที่เป็น CPU เป้าหมายดั้งเดิมสำหรับระบบปฏิบัติการ CP/M อีกด้วย โปรเซสเซอร์นี้มีอิทธิพลโดยตรงต่อ สถาปัตยกรรม x86ในภายหลังซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อให้ภาษาแอสเซมบลี ของมัน คล้ายคลึงกับภาษาของ 8080 อย่างมาก ทำให้สามารถแมปคำสั่งต่างๆ จากภาษาหนึ่งไปยังอีกภาษาหนึ่งได้โดยตรง^{[ 5 ]}

เดิมทีโปรเซสเซอร์ 8080 ทำงานที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกา 2  MHzโดยคำสั่งทั่วไปใช้เวลาประมาณ 4 ถึง 11 รอบสัญญาณนาฬิกา ทำให้สามารถประมวลผลคำสั่งได้หลายแสนคำสั่งต่อวินาทีต่อมาได้มีการพัฒนาโปรเซสเซอร์รุ่นที่เร็วกว่าสองรุ่น คือ 8080A-1 และ 8080A-2 ซึ่งมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาเพิ่มขึ้นเป็น 3.125 MHz และ 2.63 MHz ตามลำดับ^{[ 6 ]}ในแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ โปรเซสเซอร์จะจับคู่กับชิปสนับสนุนสองตัว คือ ตัวสร้าง/ขับสัญญาณนาฬิกา 8224 และตัวควบคุมบัส 8228 เพื่อจัดการจังหวะเวลาและการไหลของข้อมูล

ลูกค้าไมโครโปรเซสเซอร์ไม่เต็มใจที่จะนำ 8008 มาใช้เนื่องจากข้อจำกัดต่างๆ เช่น โหมดการกำหนดแอดเดรสแบบเดี่ยว ความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่ำ จำนวนพินต่ำ และสแต็กบนชิปขนาดเล็ก ซึ่งจำกัดขนาดและความซับซ้อนของซอฟต์แวร์ มีการออกแบบที่เสนอสำหรับ 8080 หลายแบบ ตั้งแต่การเพิ่มคำสั่งสแต็กให้กับ 8008 ไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างสิ้นเชิงจากสถาปัตยกรรม Intel ก่อนหน้านี้ทั้งหมด^{[ 7 ]}การออกแบบขั้นสุดท้ายเป็นการประนีประนอมระหว่างข้อเสนอต่างๆ

แนวคิดของ 8080 เริ่มขึ้นในช่วงฤดูร้อนปี 1971 เมื่อIntelเสร็จสิ้นการพัฒนา4004และยังคงทำงานเกี่ยวกับ8008อยู่ หลังจากมีข่าวลือเกี่ยวกับ "CPU บนชิป" ออกมา Intel ก็เริ่มเห็นความสนใจในไมโครโปรเซสเซอร์จากลูกค้าทุกประเภท ในขณะเดียวกันFederico Fagginซึ่งเป็นผู้นำในการออกแบบ 4004 และกลายเป็นสถาปนิกหลักของ 8080 ได้จัดสัมมนาทางเทคนิคเกี่ยวกับไมโครโปรเซสเซอร์ทั้งสองรุ่นดังกล่าวและไปเยี่ยมลูกค้า เขาพบว่าลูกค้าบ่นเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมและประสิทธิภาพของไมโครโปรเซสเซอร์ดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 8008 เนื่องจากความเร็วที่ 0.5 MHz นั้น "ไม่เพียงพอ" ^{[ 7 ]}

ต่อมา Faggin ได้เสนอชิปดังกล่าวต่อฝ่ายบริหารของ Intel และผลักดันให้มีการนำไปใช้งานในช่วงฤดูใบไม้ผลิปี 1972 เนื่องจากการพัฒนาชิป 8008 ใกล้จะเสร็จสมบูรณ์แล้ว อย่างไรก็ตาม เขาประหลาดใจและผิดหวังอย่างมากที่ Intel ไม่ได้อนุมัติโครงการนี้ Faggin กล่าวว่า Intel ต้องการดูว่าตลาดจะตอบสนองต่อชิป 4004 และ 8008 อย่างไรก่อน ในขณะที่คนอื่นๆ สังเกตเห็นปัญหาที่ Intel กำลังประสบอยู่ในการนำชิปหน่วยความจำรุ่นล่าสุดออกสู่ตลาด และต้องการมุ่งเน้นไปที่เรื่องนั้น ด้วยเหตุนี้ Intel จึงไม่ได้อนุมัติโครงการนี้จนกระทั่งฤดูใบไม้ร่วงของปีนั้น^{[ 7 ]} Faggin ได้ว่าจ้างMasatoshi Shimaจากญี่ปุ่นในเดือนพฤศจิกายนปี 1972 ซึ่งเขาได้ช่วยออกแบบตรรกะของชิป 4004 ร่วมกับเขา Shima ได้ทำการออกแบบโดยละเอียดภายใต้การกำกับดูแลของ Faggin ^{[ 8 ]}โดยใช้วิธีการออกแบบตรรกะแบบสุ่มด้วยเกตซิลิคอนที่ Faggin ได้สร้างขึ้นสำหรับตระกูล 4000 และ 8008

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะให้เป็นไมโครโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์สำหรับลูกค้าจำนวนมาก ความพยายามในการพัฒนาส่วนใหญ่จึงมุ่งเน้นไปที่การรวมฟังก์ชันการทำงานของชิปเสริมของ 8008 เข้าไว้ในแพ็คเกจเดียว ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา ได้มีการตัดสินใจว่า 8080 จะไม่ให้สามารถใช้งานร่วมกับ 8008 ได้โดยตรงในระดับไบนารี แต่จะเลือกใช้การใช้งานร่วมกับซอร์สโค้ดหลังจากผ่านตัวแปลงโค้ด (transpiler) เพื่อให้ซอฟต์แวร์ใหม่ไม่ตกอยู่ภายใต้ข้อจำกัดเดียวกับ 8008 ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ รวมถึงเพื่อขยายขีดความสามารถของรูทีนแบบสแต็กและการขัดจังหวะ จึงได้ย้ายสแต็กไปยังหน่วยความจำภายนอก

เมื่อสังเกตเห็นการใช้งานรีจิสเตอร์อเนกประสงค์เฉพาะทางโดยโปรแกรมเมอร์ในระบบเมนเฟรม Faggin ร่วมกับ Shima และStanley Mazorจึงตัดสินใจว่ารีจิสเตอร์ของ 8080 จะต้องมีความเฉพาะทาง โดยรีจิสเตอร์แต่ละคู่จะมีชุดการใช้งานที่แตกต่างกัน^{[ 9 ]}ซึ่งทำให้วิศวกรสามารถใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ชิมะออกแบบเลย์เอาต์เสร็จสิ้นในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2516 การผลิตชิปเริ่มขึ้นในเดือนธันวาคมของปีนั้น^{[ 7 ]}หลังจากการพัฒนาการ ผลิต ลอจิก NMOSต้นแบบของ 8080 ก็เสร็จสมบูรณ์ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2517 ต้นแบบนี้มีข้อบกพร่องตรงที่การขับเคลื่อนด้วยอุปกรณ์ TTL มาตรฐานทำให้แรงดันกราวด์เพิ่มขึ้นเนื่องจากกระแสสูงไหลเข้าสู่สายแคบ อินเทลได้ผลิต 8080 จำนวน 40,000 หน่วยตามคำสั่งของฝ่ายขายก่อนที่ชิมะจะตรวจสอบคุณสมบัติของต้นแบบ หลังจากแก้ไขปัญหาในนาทีสุดท้ายตามปกติแล้ว อินเทลได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2517 ^{[ 7 ]}วางจำหน่ายในอีกหนึ่งเดือนต่อมาโดยต้องใช้อุปกรณ์ Schottky TTL พลังงานต่ำ (LS TTL) 8080A ได้แก้ไขข้อบกพร่องนี้^{[ 10 ]}

Intel เสนอโปรแกรมจำลองชุดคำสั่งสำหรับ 8080 ที่ชื่อ INTERP/80 เพื่อรัน โปรแกรม PL/M ที่คอมไพล์แล้ว โปรแกรมนี้เขียนด้วยภาษาFORTRAN IVโดยGary Kildallในขณะที่เขาทำงานเป็นที่ปรึกษาให้กับ Intel ^{[ 11 ] [ 12 ]}

มีสิทธิบัตรเพียงฉบับเดียวสำหรับชิป 8080 โดยมีชื่อผู้ถือสิทธิบัตรดังนี้: Federico Faggin, Masatoshi Shima, Stanley Mazor

Intel 8080 เป็นรุ่นต่อจาก8008 มันใช้ ชุดคำสั่ง พื้นฐาน และ โมเดล รีจิสเตอร์แบบเดียวกันกับ 8008 แม้ว่าจะไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้ทั้งในระดับซอร์สโค้ดและไบนารีโค้ด ก็ตาม ทุกคำสั่งใน 8008 มีคำสั่งที่เทียบเท่ากันใน 8080 นอกจากนี้ 8080 ยังเพิ่มการทำงานแบบ 16 บิตในชุดคำสั่ง ในขณะที่ 8008 ต้องใช้คู่รีจิสเตอร์ HL เพื่อเข้าถึงพื้นที่หน่วยความจำ 14 บิตโดยอ้อม 8080 มีโหมดการกำหนดแอดเดรสเพื่อเข้าถึงพื้นที่หน่วยความจำ 16 บิตทั้งหมดโดยตรงสแต็กการเรียกแบบ พุชดาวน์ 7 ระดับภายในของ 8008 ถูกแทนที่ด้วยรีจิสเตอร์ตัวชี้สแต็ก (SP) 16 บิตโดยเฉพาะ แพ็คเกจ DIP 40 พินของ 8080 ให้ บัสแอดเดรส 16 บิต และ บัสข้อมูล 8 บิตที่เข้าถึง  หน่วยความจำ 64 KiB ( ^{2¹⁶ ไบต์) ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น}

โปรเซสเซอร์มี รีจิสเตอร์ 8 บิตเจ็ดตัว(A, B, C, D, E, H และ L) โดยที่ A เป็นตัวสะสมหลักขนาด 8 บิต รีจิสเตอร์อีกหกตัวสามารถใช้เป็นรีจิสเตอร์ 8 บิตแต่ละตัว หรือเป็นคู่รีจิสเตอร์ 16 บิตสามคู่ (BC, DE และ HL ซึ่งในเอกสารของ Intel เรียกว่า B, D และ H) ขึ้นอยู่กับคำสั่งเฉพาะนั้นๆ คำสั่งบางคำสั่งยังสามารถใช้คู่รีจิสเตอร์ HL เป็นตัวสะสมขนาด 16 บิต (แบบจำกัด) ได้อีกด้วย รีจิสเตอร์เสมือน M ซึ่งอ้างอิงถึงตำแหน่งหน่วยความจำที่ถูกอ้างอิงโดย HL สามารถใช้งานได้เกือบทุกที่ที่รีจิสเตอร์อื่นๆ สามารถใช้งานได้ โปรเซสเซอร์ 8080 มีตัวชี้สแต็ก ไปยังหน่วยความจำขนาด 16 บิต แทนที่ สแต็กภายในของ 8008 และ ตัวนับโปรแกรมขนาด 16 บิต

โปรเซสเซอร์จะเก็บค่าบิตสถานะ ภายใน ( รีจิสเตอร์สถานะ ) ซึ่งบ่งชี้ผลลัพธ์ของคำสั่งทางคณิตศาสตร์และตรรกะ มีเพียงบางคำสั่งเท่านั้นที่จะส่งผลต่อค่าสถานะเหล่านี้ ค่าสถานะเหล่านั้นได้แก่:

• เครื่องหมาย (S) จะถูกตั้งค่าหากผลลัพธ์เป็นค่าลบ
• ศูนย์ (Z) กำหนดค่าหากผลลัพธ์เป็นศูนย์
• ค่าพาริตี (P) จะถูกตั้งค่าหากจำนวนบิต 1 ในผลลัพธ์เป็นเลขคู่
• Carry (C) จะถูกตั้งค่าหากการดำเนินการบวกครั้งล่าสุดส่งผลให้เกิดการทด หรือหากการดำเนินการลบครั้งล่าสุดจำเป็นต้องมีการยืม
• ตัวทดเสริม (AC หรือ H) ใช้สำหรับ การคำนวณ เลขฐานสิบแบบเข้ารหัสไบนารี (BCD)

บิตทด (carry bit) สามารถตั้งค่าหรือเติมเต็มได้ด้วยคำสั่งเฉพาะ คำสั่งแยกสาขาแบบมีเงื่อนไขจะทดสอบบิตสถานะแฟล็กต่างๆ ตัวสะสมและแฟล็กทั้งหมดเรียกว่า PSW หรือคำสถานะโปรแกรม PSW สามารถผลักเข้าหรือดึงออกจากสแต็กได้

เช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์ 8 บิตอื่นๆ คำสั่งทั้งหมดจะถูกเข้ารหัสในหนึ่งไบต์ (รวมถึงหมายเลขรีจิสเตอร์ แต่ไม่รวมข้อมูลคงที่) เพื่อความเรียบง่าย บางคำสั่งอาจตามด้วยข้อมูลหนึ่งหรือสองไบต์ ซึ่งอาจเป็นตัวถูกดำเนินการคงที่ ที่อยู่หน่วยความจำ หรือหมายเลขพอร์ต เช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์ขั้นสูงกว่า โปรเซสเซอร์นี้มีคำสั่ง CALL และ RET อัตโนมัติสำหรับการเรียกและส่งคืนค่าในกระบวนการหลายระดับ (ซึ่งสามารถดำเนินการแบบมีเงื่อนไขได้ เช่นเดียวกับการกระโดด) และคำสั่งในการบันทึกและกู้คืนคู่รีจิสเตอร์ 16 บิตใดๆ บนสแต็กของเครื่อง มีคำสั่งเรียกหนึ่งไบต์แปดคำสั่ง ( RST) สำหรับซับรูทีนอยู่ที่ที่อยู่คงที่ 00h, 08h, 10h, ..., 38h คำสั่งเหล่านี้มีไว้สำหรับฮาร์ดแวร์ภายนอกเพื่อเรียกใช้รูทีนบริการขัดจังหวะ ที่เกี่ยวข้อง แต่ก็มักถูกใช้เป็นการเรียกระบบ ที่รวดเร็วด้วย คำสั่งที่ช้าที่สุดคือXTHLซึ่งจะแลกเปลี่ยนคู่รีจิสเตอร์ HL กับรายการสุดท้ายที่ถูกผลักลงบนสแต็ก

การดำเนินการ ALU 8 บิตทั้งหมดที่มีตัวถูกดำเนินการสองตัว สามารถดำเนินการได้เฉพาะกับตัวสะสม 8 บิต (รีจิสเตอร์ A) เท่านั้น ตัวถูกดำเนินการอีกตัวหนึ่งอาจเป็นค่าคงที่ รีจิสเตอร์ 8 บิตอีกตัว หรือไบต์หน่วยความจำที่ระบุโดยคู่รีจิสเตอร์ 16 บิต HL การเพิ่มและการลดค่าสามารถทำได้กับรีจิสเตอร์ 8 บิตใดๆ หรือไบต์หน่วยความจำที่ระบุโดย HL การคัดลอกโดยตรงสามารถทำได้ระหว่างรีจิสเตอร์ 8 บิตสองตัวใดๆ และระหว่างรีจิสเตอร์ 8 บิตใดๆ กับไบต์หน่วยความจำที่ระบุโดย HL เนื่องจากการเข้ารหัสคำMOVสั่งแบบปกติ (โดยใช้พื้นที่โอเปอเรเตอร์โค้ดหนึ่งในสี่ของพื้นที่ที่มีอยู่) จึงมีโค้ดที่ซ้ำซ้อนสำหรับการคัดลอกรีจิสเตอร์ไปยังตัวมันเอง ( MOV B,Bเช่น ) ซึ่งมีประโยชน์น้อย ยกเว้นสำหรับการหน่วงเวลา โอเปอเรเตอร์โค้ดแบบเป็นระบบสำหรับMOV M,Mจะถูกใช้เพื่อเข้ารหัสคำสั่งหยุด (halt HLT) แทน ซึ่งจะหยุดการทำงานจนกว่าจะมีการรีเซ็ตภายนอกหรือการขัดจังหวะเกิดขึ้น

แม้ว่า 8080 โดยทั่วไปจะเป็นโปรเซสเซอร์ 8 บิต แต่ก็มีความสามารถในการดำเนินการ 16 บิตอย่างจำกัด สามารถโหลดค่า 16 บิตทันที (โดยใช้LXI) เพิ่มหรือลดค่า (โดย ใช้ INXและ ) หรือบวกค่า HL (โดยใช้ ) ลงในรีจิสเตอร์ 16 บิตทั้งสามคู่ (BC, DE หรือ HL ซึ่งในเอกสารของ Intel เรียกว่า B, D, H DCX) หรือ SP ได้ DADโดยการบวกค่า HL เข้ากับตัวเอง จะสามารถได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับการเลื่อนบิตซ้ายแบบเลขคณิต 16 บิตด้วยคำสั่งเดียว คำสั่ง 16 บิตเพียงคำสั่งเดียวที่มีผลต่อแฟล็กใดๆ คือDADซึ่งจะตั้งค่าแฟล็ก CY (carry) เพื่อให้สามารถคำนวณเลขคณิต 24 บิตหรือ 32 บิต (หรือใหญ่กว่า) ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณเลขทศนิยม ได้ สามารถคัดลอก BC, DE, HL หรือ PSW ไปและกลับจากสแต็กได้โดยใช้PUSHและPOPสามารถจัดสรรเฟรมสแต็กได้โดยใช้DAD SPและSPHLสามารถดำเนินการกระโดดไปยังตัวชี้ที่คำนวณได้ด้วยPCHL. LHLDโหลด HL จากหน่วยความจำที่อยู่โดยตรงและSHLDจัดเก็บ HL ในทำนองเดียวกัน คำสั่ง XCHG^{[ 14 ]}แลกเปลี่ยนค่าของคู่รีจิสเตอร์ HL และ DE XTHLแลกเปลี่ยนรายการสุดท้ายที่ถูกผลักบนสแต็กกับ HL การดำเนินการ 16 บิตเหล่านี้ไม่ได้รับการสนับสนุนบน Intel 8008 รุ่นก่อนหน้า

8080 รองรับ พอร์ต อินพุต/เอาต์พุต (I/O) 256 พอร์ต ^{[ 15 ]}ซึ่งเข้าถึงได้ผ่านคำสั่ง I/O เฉพาะที่ใช้ที่อยู่พอร์ตเป็นตัวดำเนินการ^{[ 16 ]}การสร้างสัญญาณควบคุมสำหรับการเลือกระหว่าง RAM และ I/O มักจะได้รับความช่วยเหลือจากชิปสนับสนุน (8212 หรือ 8228) รูปแบบการแมป I/O นี้ถือเป็นข้อดี เนื่องจากช่วยปลดปล่อยพื้นที่แอดเดรสที่จำกัดของโปรเซสเซอร์ สถาปัตยกรรม CPU จำนวนมากใช้I/O แบบแมปหน่วยความจำ (MMIO) แทน ซึ่งใช้พื้นที่แอดเดรสร่วมกันสำหรับทั้ง RAM และชิปอุปกรณ์ต่อพ่วง วิธีนี้ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้คำสั่ง I/O เฉพาะ แม้ว่าข้อเสียในการออกแบบดังกล่าวอาจอยู่ที่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษเพื่อแทรกสถานะรอ เนื่องจากอุปกรณ์ต่อพ่วงมักจะช้ากว่าหน่วยความจำ อย่างไรก็ตาม ในคอมพิวเตอร์ 8080 บางเครื่อง I/O จะถูกระบุแอดเดรสราวกับว่าเป็นเซลล์หน่วยความจำ "แมปหน่วยความจำ" ทำให้ไม่ได้ใช้คำสั่ง I/O การกำหนดแอดเดรส I/O บางครั้งอาจใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าโปรเซสเซอร์ส่งแอดเดรสพอร์ต 8 บิตเดียวกันไปยังทั้งไบต์แอดเดรสต่ำและสูง (เช่นIN 05hจะกำหนดแอดเดรส 0505h บนบัสแอดเดรส 16 บิต) รูปแบบการกำหนดพอร์ต I/O ที่คล้ายกันนี้ถูกใช้ใน Zilog Z80 และ Intel 8085 ซึ่งสามารถใช้งานร่วมกับรุ่นก่อนหน้าได้ รวมถึงตระกูลไมโครโปรเซสเซอร์ x86 ที่มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด

บิตหนึ่งในคำสถานะของโปรเซสเซอร์ (ดูด้านล่าง) บ่งชี้ว่าโปรเซสเซอร์กำลังเข้าถึงข้อมูลจากสแต็ก การใช้สัญญาณนี้ทำให้สามารถสร้างพื้นที่หน่วยความจำสแต็กแยกต่างหากได้ คุณสมบัตินี้ไม่ค่อยได้ใช้

สำหรับระบบที่ซับซ้อนกว่านั้น ในช่วงเริ่มต้นของแต่ละรอบการทำงานของเครื่อง โปรเซสเซอร์จะวางคำสถานะขนาด 8 บิตลงบนบัสข้อมูล ไบต์นี้ประกอบด้วยแฟล็กที่กำหนดว่ามีการเข้าถึงหน่วยความจำหรือพอร์ต I/O หรือไม่ และจำเป็นต้องจัดการกับการขัดจังหวะหรือไม่

สถานะของระบบขัดจังหวะ (เปิดใช้งานหรือปิดใช้งาน) จะถูกส่งออกไปยังขาแยกต่างหาก สำหรับระบบที่เรียบง่ายซึ่งไม่ได้ใช้ระบบขัดจังหวะ อาจพบกรณีที่ใช้ขานี้เป็นพอร์ตเอาต์พุตแบบบิตเดียวเพิ่มเติม (เช่น คอมพิวเตอร์Radio-86RKที่ได้รับความนิยมในสหภาพโซเวียต )

การขัดจังหวะฮาร์ดแวร์เริ่มต้นโดยการส่งสัญญาณไปยังขาคำขอขัดจังหวะ (INT) ในรอบการดึงรหัสคำสั่งครั้งถัดไป (M1 ₎การขัดจังหวะจะได้รับการยืนยันด้วยรหัสสถานะ INTA ในเวลานี้ คำสั่งจะถูก "แทรก" (คำศัพท์ของ Intel) โดยฮาร์ดแวร์ภายนอกบนบัสข้อมูล ซึ่งอาจเป็นRSTคำสั่งขนาดหนึ่งไบต์ หรือหากใช้Intel 8259 อาจเป็น คำCALLสั่งขนาดใหญ่ การขัดจังหวะสามารถเปิดและปิดใช้งานได้ด้วย คำสั่ง `interrupt` EIและDI`interrupt` ตามลำดับ การขัดจังหวะจะถูกปิดใช้งานหลังจาก INTA และต้องเปิดใช้งานอีกครั้งอย่างชัดเจนโดยรูทีนบริการการขัดจังหวะ โปรเซสเซอร์ 8080 ไม่รองรับการขัดจังหวะที่ไม่สามารถปิดกั้นได้

ต่อไปนี้เป็นซอร์สโค้ดแอสเซมเบลอร์memcpy 8080/8085 สำหรับซับรูทีนชื่อ ที่คัดลอกบล็อกข้อมูลขนาดที่กำหนดจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง บล็อกข้อมูลจะถูกคัดลอกทีละไบต์ และตรรกะการเคลื่อนย้ายข้อมูลและการวนซ้ำใช้การดำเนินการ 16 บิต

 1000 1000 1000 1A 1001 77 1002 13 1003 23 1004 0B 1005 78 1006 บี1 1007 C2 00 10 100A C9 

; memcpy -- ; คัดลอกบล็อกหน่วยความจำจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง; ; รีจิสเตอร์ขาเข้า; BC - จำนวนไบต์ที่จะคัดลอก; DE - ที่อยู่ของบล็อกข้อมูลต้นทาง; HL - ที่อยู่ของบล็อกข้อมูลปลายทาง; ; รีจิสเตอร์ขาออก; BC - ศูนย์org 1000h ;จุดเริ่มต้นที่ 1000h memcpy public loop: ldax d ;โหลด A จากที่อยู่ชี้โดย DE mov m , a ;เก็บ A ลงในที่อยู่ชี้โดย HL inx d ;เพิ่มค่า DE inx h ;เพิ่มค่า HL dcx b ;ลดค่า BC (ไม่มีผลต่อแฟล็ก) mov a , b ;คัดลอก B ไปยัง A (เพื่อเปรียบเทียบ BC กับศูนย์) ora c ;A = A | C (B และ C เป็นศูนย์ทั้งคู่หรือไม่?) jnz loop ;กระโดดไปยัง 'loop:' ถ้าแฟล็กศูนย์ไม่ได้ถูกตั้งค่า ret ;กลับ

บัสแอดเดรสมีพินของตัวเอง 16 พิน และบัสดาต้ามี 8 พินที่สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องใช้มัลติเพล็กซ์ การใช้พินเพิ่มเติมอีกสองพิน (สัญญาณอ่านและเขียน) ทำให้สามารถประกอบอุปกรณ์ไมโครโปรเซสเซอร์อย่างง่ายได้อย่างง่ายดาย เฉพาะส่วนของพอร์ตอินพุต/เอาต์พุต (IO space) การขัดจังหวะ (interrupts) และ DMA เท่านั้นที่ต้องเพิ่มชิปเพื่อถอดรหัสสัญญาณพินของโปรเซสเซอร์ อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการรับโหลดของพินมีจำกัด แม้แต่คอมพิวเตอร์อย่างง่ายก็มักต้องการตัวขยายสัญญาณบัส

โปรเซสเซอร์ต้องการแหล่งจ่ายไฟสามแหล่ง (−5, +5 และ +12 V) และสัญญาณซิงโครไนซ์ที่มีแอมพลิจูดสูงสองสัญญาณที่ไม่ทับซ้อนกัน อย่างไรก็ตาม อย่างน้อยรุ่น КР580ВМ80А ของโซเวียตในยุคหลังก็สามารถทำงานได้ด้วยแหล่งจ่ายไฟ +5 V เพียงแหล่งเดียว โดยต่อขา +12 V เข้ากับ +5 V และขา −5 V เข้ากับกราวด์

ตารางแสดงการเชื่อมต่อขาของชิป ซึ่งมาจากเอกสารประกอบที่แนบมาด้วย อธิบายการเชื่อมต่อขาต่างๆ ดังนี้:

ปัจจัยสำคัญที่ทำให้ 8080 ประสบความสำเร็จคือชิปสนับสนุนที่มีให้เลือกใช้หลากหลาย ซึ่งให้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การสื่อสารแบบอนุกรม ตัวนับ/การจับเวลา อินพุต/เอาต์พุต การเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง และการควบคุมการขัดจังหวะที่ตั้งโปรแกรมได้ เป็นต้น

• 8214 - หน่วยควบคุมการขัดจังหวะลำดับความสำคัญ^{[ 17 ]}
• 8224 – เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา
• 8228/8238 – ตัวควบคุมระบบและตัวขับบัส
• 8251 – ตัวควบคุมการสื่อสาร
• 8253 – ตัวตั้งเวลาแบบตั้งโปรแกรมได้
• 8255 – อินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบตั้งโปรแกรมได้
• 8257 – ตัวควบคุม DMA
• 8259 – ตัวควบคุมการขัดจังหวะแบบตั้งโปรแกรมได้

วงจรรวม 8080 มี การออกแบบ NMOSซึ่งใช้ทรานซิสเตอร์โหมดเสริม ที่ไม่อิ่มตัวเป็นโหลด ^{[ 18 ] [ 19 ]}ซึ่งต้องการระดับแรงดันไฟฟ้าเสริม (+12  Vและ −5 V) นอกเหนือจาก+5 V ที่เข้า กันได้กับ TTL มาตรฐาน

ผลิตขึ้นโดยใช้ กระบวนการ เกตซิลิคอนโดยใช้ขนาดคุณสมบัติขั้นต่ำ 6 μm ใช้โลหะชั้นเดียวในการเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์ประมาณ 4,500 ตัว^{[ 20 ]}ในการออกแบบ แต่ ชั้นโพ ลีซิลิคอน ที่ มีความต้านทาน สูงกว่า ซึ่งต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูงกว่าสำหรับการเชื่อมต่อบางส่วนนั้น สร้างขึ้นโดยใช้เกตทรานซิสเตอร์ ขนาด ของไดมีขนาดประมาณ 20 มม. ^²

โปรเซสเซอร์ 8080 ถูกนำไปใช้ในไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นแรกๆ หลายรุ่น เช่น คอมพิวเตอร์ MITS Altair 8800 , คอมพิวเตอร์เทอร์มินัลProcessor Technology SOL-20 และไมโครคอมพิวเตอร์ IMSAI 8080ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องที่ใช้ ระบบปฏิบัติการ CP/M (โปรเซสเซอร์ Zilog Z80ในภายหลัง ซึ่งเข้ากันได้เกือบสมบูรณ์และมีความสามารถมากกว่าจะใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้ โดย Z80 และ CP/M กลายเป็นชุด CPU และระบบปฏิบัติการที่โดดเด่นในช่วงปีค.ศ. 1976ถึง 1983 เช่นเดียวกับx86และMS-DOSในอีกสิบปีต่อมา)

ในปี พ.ศ. 2522 แม้หลังจากการเปิดตัวโปรเซสเซอร์ Z80 และ 8085 แล้ว ผู้ผลิต 8080 จำนวน 5 รายยังคงขายได้ประมาณ 500,000 หน่วยต่อเดือนในราคาประมาณ 3 ถึง 4 ดอลลาร์ต่อหน่วย^{[ 21 ]}

ไมโครคอมพิวเตอร์แบบแผงวงจรเดี่ยวรุ่นแรกๆเช่นMYCRO-1และdyna-micro /MMD-1 (ดู: คอมพิวเตอร์แบบแผงวงจรเดี่ยว ) นั้นใช้ชิปประมวลผล Intel 8080 หนึ่งในตัวอย่างการใช้งาน 8080 ในยุคแรกๆ คือการใช้งานโดย Cubic-Western Data แห่งเมืองซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 ในระบบเก็บค่าโดยสารอัตโนมัติที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับระบบขนส่งมวลชนทั่วโลก การใช้งานในอุตสาหกรรมยุคแรกๆ ของ 8080 คือการใช้เป็น "สมอง" ของผลิตภัณฑ์ DatagraphiX Auto-COM (Computer Output Microfiche) ซึ่งรับข้อมูลจำนวนมากจากผู้ใช้จากเทปแบบรีลและแปลงเป็นภาพไมโครฟิช เครื่องมือ Auto-COM ยังมีระบบย่อยการตัด การประมวลผล การล้าง และการอบแห้งฟิล์มแบบอัตโนมัติครบวงจรอีกด้วย

เกมวิดีโออาร์เคดยุคแรกๆ หลายเกมถูกสร้างขึ้นโดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 เกมวิดีโออาร์เคดเชิงพาณิชย์เกมแรกที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์คือGun Fightซึ่ง เป็นเกมที่ Midway Gamesสร้างขึ้นใหม่โดยใช้ 8080 โดยดัดแปลงมาจากเกม Western GunของTaito ที่ใช้ตรรกะแบบแยกส่วน ซึ่งวางจำหน่ายในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2518 ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} (เครื่องเล่นพินบอลที่ใช้โปรเซสเซอร์Motorola 6800 ชื่อ The Spirit of '76ได้วางจำหน่ายไปแล้วในเดือนก่อนหน้า^{[ 26 ] [ 27 ]} ) ต่อมา 8080 ก็ถูกนำไปใช้ในเกมวิดีโออาร์เคดของ Midway ในภายหลัง^{[ 28 ]} และในเกม Space Invadersของ Taito ในปี พ.ศ. 2521 ซึ่งเป็นหนึ่งในเกมวิดีโออาร์เคดที่ประสบความสำเร็จและเป็นที่รู้จักมากที่สุด^{[ 29 ] [ 30 ]}

Zilogได้เปิดตัวZ80ซึ่งมี ชุดคำสั่ง ภาษาเครื่อง ที่เข้ากันได้ และในตอนแรกใช้ภาษาแอสเซมบลีเดียวกันกับ 8080 แต่ด้วยเหตุผลทางกฎหมาย Zilog จึงพัฒนาภาษาแอสเซมบลีทางเลือกที่มีไวยากรณ์แตกต่างกัน (แต่โค้ดเข้ากันได้) สำหรับ Z80 ที่ Intel นั้น 8080 ได้ถูกพัฒนาต่อยอดด้วย 8085ซึ่งเข้ากันได้และมีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีกว่า

ต่อมา อินเทลได้ออกหน่วยประมวลผล 8086แบบ 16 บิตที่เข้ากันได้กับภาษาแอสเซมบลี (แต่ไม่เข้ากันได้กับภาษาไบนารี) และจากนั้นก็ออกหน่วยประมวลผล 8088 แบบ 8/16 บิตซึ่งไอบีเอ็ม เลือกใช้ สำหรับพีซี รุ่นใหม่ ที่จะเปิดตัวในปี 1981 ต่อมาเอ็นอีซีได้ผลิตNEC V20 (หน่วยประมวลผล 8088 ที่ใช้ชุดคำสั่งเดียวกับIntel 80186 ) ซึ่งรองรับโหมดจำลองการทำงานของ 8080 ด้วยเช่นกัน และโหมดนี้ก็ได้รับการสนับสนุนโดย NEC V30 (หน่วยประมวลผล 8086 ที่ได้รับการปรับปรุงในลักษณะเดียวกัน) ดังนั้น หน่วยประมวลผล 8080 จึงสร้างผลกระทบอย่างยั่งยืนต่อประวัติศาสตร์ของคอมพิวเตอร์ ผ่านทางสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง (ISA) ของมัน

โปรเซสเซอร์จำนวนหนึ่งที่เข้ากันได้กับ Intel 8080A ได้รับการผลิตในกลุ่มประเทศตะวันออกได้แก่KR580VM80A (เดิมทีมีเครื่องหมายเป็น КР580ИК80) ในสหภาพโซเวียต , MCY7880 ^{[ 31 ]}ที่ผลิตโดย Unitra CEMI ในโปแลนด์ , MHB8080A ^{[ 32 ]}ที่ผลิตโดยTESLAในเชโกสโลวาเกีย , 8080APC ^{[ 32 ]}ที่ผลิตโดยTungsram / MEV ในฮังการีและ MMN8080 ^{[ 32 ]} ที่ ผลิต โดยMicroelectronica Bucharestในโรมาเนีย

ณ ปี 2017 ชิป 8080 ยังคงผลิตอยู่ที่ Lansdale Semiconductors ^{[ 33 ]}

• แหล่งข้อมูล Intel 8080 ลำดับที่สอง
• 
  เอเอ็มดี เอเอ็ม9080
• 
  CEMI MCY7880 (โปแลนด์)
• 
  ควาซาร์ เคียฟเค580ไอเค80 (SSR ยูเครน)
• 
  มิตซูบิชิ อิเล็กทริค M5L8080
• 
  บริษัทเนชั่นแนลเซมิคอนดักเตอร์อินเอส8080
• 
  NEC μPD8080AF
• 
  โอคิ เอ็มเอสเอ็ม8080
• 
  ซีเมนส์ เอสเอบี8080
• 
  ซิกเนติกส์ MP8080
• 
  เทสลา MHB8080
• 
  เท็กซัส อินสตรูเมนต์ TMS8080
• 
  5G8080 (สาธารณรัฐประชาชนจีน)

ชิป 8080 ยังเปลี่ยนวิธีการสร้างคอมพิวเตอร์อีกด้วย เมื่อชิป 8080 เปิดตัว ระบบคอมพิวเตอร์มักถูกสร้างขึ้นโดยผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ เช่นDigital Equipment Corporation , Hewlett-PackardหรือIBMผู้ผลิตจะผลิตคอมพิวเตอร์ทั้งเครื่อง รวมถึงโปรเซสเซอร์ เทอร์มินัล และซอฟต์แวร์ระบบ เช่น คอมไพเลอร์และระบบปฏิบัติการ ชิป 8080 ถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานเกือบทุกอย่างยกเว้นระบบคอมพิวเตอร์ที่สมบูรณ์ Hewlett-Packard พัฒนาเทอร์มินัลอัจฉริยะซีรีส์HP 2640 โดยใช้ชิป 8080 เป็นหลัก HP 2647เป็นเทอร์มินัลที่ใช้ภาษาโปรแกรมBASICบนชิป 8080 ผลิตภัณฑ์แรกของMicrosoft อย่าง Microsoft BASICนั้น เดิมทีถูกเขียนโปรแกรมสำหรับชิป 8080

8080 และ8085ก่อให้เกิด 8086 ซึ่งได้รับการออกแบบให้เป็นส่วนขยายของ 8080 ที่เข้ากันได้กับซอร์สโค้ดแม้ว่าจะไม่เข้ากันได้กับไบนารี ก็ตาม ^{[ 34 ]}การออกแบบนี้ต่อมาได้ก่อให้เกิด ตระกูลชิป x86ซึ่งยังคงเป็นสายผลิตภัณฑ์หลักของโปรเซสเซอร์ของ Intel คำสั่งและแนวคิดหลักของเครื่อง 8080 จำนวนมากยังคงมีอยู่ในแพลตฟอร์ม x86 ที่แพร่หลาย ตัวอย่างเช่น รีจิสเตอร์ชื่อA , B , CและDและแฟล็กจำนวนมากที่ใช้ควบคุมการกระโดดแบบมีเงื่อนไข โค้ดแอสเซมบลีของ 8080 ยังคงสามารถแปลเป็นคำสั่ง x86 ได้โดยตรง เนื่องจากองค์ประกอบหลักทั้งหมดของมันยังคงมีอยู่

สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 4010449ของFederico Faggin , Masatoshi Shimaและ Stanley Mazor เรื่อง "คอมพิวเตอร์ MOS ที่ใช้ชิปแยกหลายตัว" ออกเมื่อวันที่ 1 มีนาคม 1977 สิทธิบัตรนี้มีข้อเรียกร้องสามข้อ ข้อแรกสองข้อเกี่ยวข้องกับคำสถานะที่ส่งผ่านไปยังบัสข้อมูล ข้อที่สามเป็นข้อเรียกร้องสำหรับRST 7คำสั่ง ซึ่งสามารถเรียกใช้ได้โดยการดึงบัสข้อมูลให้มีระดับสูงสิทธิบัตร 8008RST 7ต้องใช้วงจรการรบกวนคำสั่งที่ซับซ้อนกว่า

• ดาวเคราะห์น้อยดวงหนึ่งได้รับการตั้งชื่อว่า8080 Intelเพื่อเป็นการยกย่องบทบาทของชิปดังกล่าวในการปฏิวัติพีซี ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อวงการดาราศาสตร์^{[ 35 ]}
• หมายเลขโทรศัพท์ที่ Microsoft ประกาศใช้คือ 425-882-8080 เนื่องจากงานวิจัยในช่วงแรกส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับชิปตัวนี้
• หมายเลขโทรศัพท์หลักหลายหมายเลขของ Intel ก็มีรูปแบบคล้ายกันคือ xxx-xxx-8080

• ซีพี/เอ็ม – ระบบปฏิบัติการ
• รถบัส S-100
• เอ็มพีที8080
• อินเทลเลค 8 ม็อด 80

• เลเวนธัล, แลนซ์ (1978). การเขียนโปรแกรมภาษาแอสเซมบลี 8080A/8085 (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1). ออสบอร์น/แมคกรอว์-ฮิลล์ .495 หน้า
• มิลเลอร์, อลัน (1981). ภาษาแอสเซมบลี 8080/Z80 – เทคนิคสำหรับการเขียนโปรแกรมที่ดีขึ้น (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1). จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์ . ISBN 978-0471081241.332 หน้า
• Zaks, Rodnay; Lesea, Austin (1979). เทคนิคการเชื่อมต่อไมโครโปรเซสเซอร์ (ฉบับที่ 3). Sybex . ISBN 978-0-89588-029-1.466 หน้า
• สแปรคเลน, แคธ (1979) การเขียนโปรแกรมภาษาแอสเซมบลี Z80 และ 8080 (ฉบับที่ 1) เฮย์เดน . ไอเอสบีเอ็น 978-0810451674.180 หน้า

• รูปภาพและคำอธิบายของซีพียู Intel และผู้ผลิตรายอื่น ๆ รุ่น 8080 ที่ cpu-collection.de ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 ตุลาคม 2549 ที่Wayback Machine
• ภาพสแกนจากเอกสารข้อมูลจำเพาะของ Intel 8080 ที่ DataSheetArchive.com
• การออกแบบไมโครคอมพิวเตอร์ ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง ปี 1976 เก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2012 ที่Wayback Machine
• โปรแกรมจำลอง 8080 ที่เขียนด้วย JavaScript เก็บถาวรเมื่อวันที่ 17 มีนาคม 2010 ที่Wayback Machine
• โปรแกรมจำลอง Intel 8080/KR580VM80A ใน JavaScript เก็บถาวรเมื่อวันที่ 11 มิถุนายน 2018 ที่Wayback Machine
• คู่มือผู้ใช้ระบบไมโครคอมพิวเตอร์ Intel 8080 (กันยายน 1975, 262 หน้า) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 10 มีนาคม 2018 ที่Wayback Machine
• คู่มือผู้ใช้ระบบไมโครคอมพิวเตอร์ Intel 8080 (กันยายน 1975, 234 หน้า) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 26 กุมภาพันธ์ 2013 ที่Wayback Machine
• เอกสารอ้างอิงคำสั่ง Intel 8080/8085 ที่เก็บถาวรเมื่อวันที่ 10 สิงหาคม 2021 ในWayback Machine