NEC V20

NEC V20 (μPD70108)

プラスチックDIPパッケージの8MHz V20
一般情報
発売	1984年3月; 40年前[1] ( 1984-03 )
一般的なメーカー	NEC（μPD70108） シャープ（LH70108） ソニー（CXQ70108） ジログ（Z70108）
パフォーマンス
データ幅	16ビット
物理的仕様
トランジスタ	63000
コア	1
コプロセッサ	インテル 8087 NEC μPD72091
歴史
後継	NEC V60

NEC V20はNECが設計・製造したマイクロプロセッサである。インテル8088とピン互換、オブジェクトコード互換であり、インテル80188に類似した命令セットアーキテクチャ（ISA）を持ち、いくつかの拡張が加えられている。^[2] V20は1984年3月に発表された。^{[1] [2]}

V20 のダイは63,000 個のトランジスタで構成されており、これは 8088 CPU の 29,000 個の 2 倍以上です。^{[1]このチップは 50% のクロック}デューティ サイクル用に設計されていますが、8088 では 33% のデューティ サイクルでした。 ^[3] V20 には 2 つの 16 ビット幅の内部データバスがあり、2 つのデータ転送を同時に行うことができます。^[4]このような違いにより、V20 は通常、同じ周波数で動作する Intel 8088 よりも一定時間内に多くの命令を完了できます。^[2]

V20は2ミクロンCMOS技術で製造された。^{[5] [3]}初期のバージョンは5、8、10MHzの速度で動作した 。^{[6] : 2} 1990年に製造プロセス技術のアップグレードにより、パフォーマンスが向上し、消費電力が削減されたV20HとV20HLが誕生した。^{[5]その後のバージョンでは、} 12MHzと16MHzの速度が追加されました。V20HLは完全にスタティックで、クロックを停止することができました。

V20 は内部的に16 ビット幅であると説明されています。アドレス バスの下位バイトと同じピンに多重化された 8 ビットの外部データ バスを使用します。20 ビット幅のアドレス バスは 1 MB のメモリをアドレス指定できます。

V20は、Intel 8087浮動小数点ユニット（FPU）コプロセッサと互換性があったと報告されている。 ^[7] NECは独自のFPUであるμPD72091  [jp]も設計したが、生産に入る前にキャンセルされた。その後、改良された設計のμPD72191が続いたが、この2番目の部品がどれだけ生産されたかは不明である。^[8]

V30は、16ビット幅の外部データバスを備えたほぼ同一のCPUであり、1984年3月1日にデビューしました。 ^{[9] [5]これは、} Intel 8086とピンとオブジェクトコードの互換性がありました。

V20のISAには、ビット操作、パックBCD演算、乗算、除算など、8088では実行されない命令がいくつか含まれている。また、Intel 80286からの新しいリアルモード命令も含まれている。^[10]

ADD4S、、SUB4Sおよび命令は、メモリに格納された巨大なパックされた2進化10進CMP4S数を加算、減算、比較することができた。 命令と命令は、 4ビットニブルを回転する。別のファミリは、、、、および命令で構成され、オペランドの単一ビットをテスト、設定、クリア、および反転するが、後のi80386相当の、、、、および命令よりもはるかに効率が悪く、エンコードの互換性もない。任意の長さのビットフィールドを抽出および挿入する2つの命令があった（、）。そして最後に、2つの追加の繰り返しプレフィックス、 および があり、これらは元のおよび命令を修正し、より少ないまたはより少ない条件が真である間、バイトまたはワードの文字列をスキャンする（および命令を使用）ようになった。 ^[11]ROL4ROR4TEST1SET1CLR1NOT1BTBTSBTRBTCEXTINSREPCREPNCREPEREPNESCASCMPS

V20 は、 Intel 8080 CPUをエミュレートするモードを提供しました。8080BRKEMエミュレーションを開始するために命令が発行されます。命令のオペランドは、エミュレーションを開始するセグメント:オフセットを含むベクターを持つ割り込み番号を指定します。終了するには、RETEM8080 コードで命令が発行されます。あまり使用されない機能の 1 つは、CALLN(call native) です。これは、8086 タイプの割り込み呼び出しを発行し、x86 コード (を使用して返されるIRET) を 8080 コードと混在させることができます。

別のモードでは、命令によってプロセッサを省電力状態にしますHALT。^{[6] [7]}

1982年、インテルはNECのμPD8086とμPD8088をめぐって訴訟を起こした。この訴訟は法廷外で和解し、NECはインテルから設計のライセンスを受けることに同意した。^[12]

1984年後半、インテルは再びNECを相手取り訴訟を起こし、V20とV30のマイクロコードが8088と8086プロセッサの特許を侵害していると主張した。^[13] NECのソフトウェアエンジニアである金子宏明は、インテルCPUのハードウェア設計とオリジナルのインテルマイクロコードの両方を研究していた。

判決では、制御ストア内のマイクロコードはコンピュータプログラムを構成し、著作権で保護されていると裁判所は判断した。^[14]さらに、インテルは、すべてのセカンドソースチップに適切なマークを付けることを怠ったため、著作権を放棄したと判断した。また、裁判所は、NECがインテルのマイクロコードを単純にコピーしたのではなく、V20とV30のマイクロコードはインテルのものと十分に異なっており、インテルの特許を侵害していないと判断した。

この事件の判事はNECのクリーンルーム証拠を受け入れた。また判事はNECのRev.2マイクロコードの作成に関してNECがリバースエンジニアリングを使用したことを承認したが、Rev.0コードに関してはコメントしなかった。 ^{[14] : 212–221}

• ダイの写真
• 
  NEC V30
• 
  NEC V50
• 
  NEC V53

• NEC RX116、専用のITRON -1ベースの16ビットRTOS
• NEC μPD9002  [jp]、Z80およびx86互換CPU
• VIA Technologies Alternate Instruction Set は、代替命令セットモードを開始および終了するための同様のスキームを実装したCPUです。

• V20/V30 ユーザーズマニュアル(PDF)。NEC。1986 年 10 月。2013 年 1 月 8 日にオリジナル(PDF)からアーカイブされました。代替URL
• Davis, Randy (1985 年 12 月 – 1986 年 1 月)。米国テキサス州グリーンビルで執筆。「新しい NEC マイクロプロセッサ - 8080、8086、それとも 8088?」(PDF)。Micro Cornucopia。第 27 号。米国オレゴン州ベンド。pp.  4– 7。ISSN 0747-587X。2020年 2 月 11 日にオリジナルから アーカイブ(PDF) 。2020年 2 月 11 日に取得。

• ブフティ、ライナー。 「カシオラマ」。www.buchty.net。
• 「NEC V20」。cpu-collection.de。
• Hinckley, Robert C. (1987 年 1 月)。「NEC 対 Intel: ハードウェアは著作権編集者のブラック ホールに引き込まれるか」。サンタ クララ ハイ テクノロジー ロー ジャーナル。第 3 巻、第 1 号 。23 ～ 72 ページ。