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1982年11月[ 1 ] （1982-11）
一般的なメーカー
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によって設計・製造されたマイクロプロセッサです。Intel 8088とピン互換およびオブジェクトコード互換で、Intel 80188と類似した命令セットアーキテクチャ（ISA）を備えていますが、いくつかの拡張が加えられています。[ 2 ] V20は1982年11月に発表されました。[ 1 ] [ 2 ]

特徴

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倍以上である。[ 3 ]このチップはクロックデューティサイクルが50%になるように設計されており、8088の33%デューティサイクルと比較して低い。[ 4 ] V20には16ビット幅の内部データバスが2つあり、2つのデータ転送を同時に行うことができる。[ 5 ]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実行できる。[ 2 ]

V20は2ミクロンCMOS技術で製造された。[ 6 ] [ 4 ]初期バージョンは5、8、10MHzの速度で動作した 。[ 7 ] :2 1990年には製造プロセス技術のアップグレードにより、性能が向上し消費電力が低減されたV20HとV20HLが誕生した。[ 6 ]後期バージョンでは12MHzと16MHzの速度が追加された。V20HLは完全にスタティックであり、クロックを停止させることができた。

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

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ると報告されている。[ 8 ] NECも独自のFPUであるμPD72091を設計したが、生産開始前に開発中止となった。その後、改良されたμPD72191が開発されたが、この後継機がどれだけ生産されたかは不明である。[ 9 ]

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、1983年9月1日にデビューしました。[ 10 ] [ 6 ] 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。

ISA拡張

ソニー CXQ70108D 8MHz

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ます。また、Intel 80286から新たに追加されたリアルモード命令も含まれています。[ 11 ]

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ました。命令と命令は4 ビットニブルを回転します。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、および反転しますが、後の i80386 の同等の、、、、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ありません。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 つの命令がありました ( 、)。最後に、2 つの追加の繰り返しプレフィックス、およびがありました。これらは、より小さいまたはより小さい条件が満たされている間、バイトまたはワードの文字列をスキャンする (命令とを使用)元の命令を修正したものです。[ 12 ]ROL4ROR4TEST1SET1CLR1NOT1BTBTSBTRBTCEXTINSREPCREPNCREPEREPNESCASCMPS

V20は、 Intel 8080 CPUをエミュレートするモードを提供していました。8080BRKEMエミュレーションを開始するための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一つに、CALLN(call native)があります。これは8086タイプの割り込み呼び出しを発行し、x86コード（を使用して戻り値を返すIRET）を8080コードに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。[ 7 ] [ 8 ]

訴訟

1982年、インテルはNECのμPD8086およびμPD8088をめぐってNECを提訴した。この訴訟は示談で解決され、NECはインテルから設計のライセンスを取得することに同意した。[ 13 ]

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。[ 14 ] 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。

1986年9月22日の判決[ 15 ]において、裁判所は、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、著作権で保護されると判断した。[ 16 ]さらに、裁判所は、インテルが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ことで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およびV30のマイクロコードはインテルのマイクロコードとは十分に異なっており、インテルの著作権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認めた。また、NECのRev.2マイクロコードの作成におけるリバースエンジニアリングの使用についても承認したが、Rev.0コードについては言及しなかった。[ 16 ] : 212–221

派生型と後継機

マザーボード上のV20
NEC V30（μPD70116）、10MHz
NEC V33A (μPD70136AL)
NEC V40 (μPD70208)
NEC V53A (μPD70236A)
製品 部品番号 詳細
NEC V30μPD70116 V30は本質的にNECのV20に16ビットの外部データバスを加えたもので、Intel 8086とピン互換でした。V30は、GTD-5 EAXクラス5セントラルオフィススイッチに使用されていた8086の工場アップグレード版です。また、 Psion Series 3、NEC PC-9801 VM、Olivetti PCS86、Apple IIシリーズコンピュータ用のApplied Engineering「PC Transporter」カード、そして1980年代後半の様々なアーケードゲーム機（特にIrem製）にも使用されました。数年後、低電圧版のV30 MZ版がバンダイの携帯型ゲーム機ワンダースワンに使用されました。
NEC V20HLμPD70108H V20 の高速 (最大 16 MHz)、低電力バージョン。
NEC V30HLμPD70116H V30 の高速 (最大 16 MHz)、低電力バージョン。
NEC V25μPD70320 NEC V20のマイクロコントローラ版で、割り込みコントローラ、DMAエンジン、2つのタイマー、2つのUART、アナログコンパレータ、汎用I/Oピンなどのオンチップ周辺機能が追加されています。μPD70322バリアントには、μPD70320には搭載されていない16KBのオンチップマスクROMが搭載されています。
μPD70322
NEC V25HSμPD79011 内部ROMに RX116 RTOSを搭載したV25のバージョン。
該当なしμPD70P322 NEC V25またはNEC V35として動作するように設定可能なマイクロコントローラ。入力ピン「V25/ V35」によって制御されます。16KBの再プログラム可能なUV EPROMを搭載しています。[ 17 ]
NEC V25+μPD70325 V25の高速バージョン。
NEC V25 セキュリティガードμPD70327 NEC V25のバージョンで、「セキュリティガード」が追加された。これは、命令オペコードバイトをフェッチ/デコード時にオンチップマスクROMに格納された256エントリのユーザー定義ルックアップテーブルを用いて変換するセキュリティモードであり、8ビットの置換暗号BRKSで暗号化されたコードを実行できる。このセキュリティモードは、「セキュリティガード」専用の命令とによって実行時に有効化/無効化できるBRKN。[ 17 ]
NEC V33μPD70136 V30のバージョンで、アドレスバスとデータバスが分離されており、命令デコードはマイクロプログラム制御ストアではなくハードワイヤードロジックによって実行されます。同じクロック周波数で、スループットはV30の2倍です。V33はIntel 80286と同等の性能を備えています。メモリアドレス空間は16MBに拡張されています。2つの追加命令、BRKXAおよびはRETXA拡張アドレッシングモードをサポートします。8080エミュレーションはサポートされていません。
NEC V33AμPD70136A V33との違いは、割り込みベクトル番号がIntelの80X86プロセッサと互換性があることである。（「未定義命令トラップ」はベクトル122からベクトル6に移動され、「コプロセッサ未接続」はベクトル130からベクトル7に移動された。[ 17 ] [ 18 ]）
NEC V35μPD70330 NEC V30のマイクロコントローラバージョン。μPD70332バリアントには、μPD70330には搭載されていない16KBのオンチップマスクROMが搭載されています。
μPD70332
NEC V35HSμPD79021 内部ROMにRX116 RTOSを搭載したV35のバージョン。
NEC V35+μPD70335 V35の高速バージョン。
NEC V35 セキュリティガードμPD70337 μPD70327と同様に、V35に「セキュリティガード」を追加したバージョンです。
NEC V40μPD70208 V20の組み込みバージョン。Intel互換の8251 USART、8253プログラマブルインターバルタイマー、および8255パラレルポートインターフェースを統合。Olivetti Prodest PC1、Olivetti M200、Olivetti ETV 2700、Olivetti ETV 2900、Olivetti VM 2000、Digisystems Jetta XD、 Sharp PC-4500、Zenith Eazy PCなどで使用されています。
NEC V40HLμPD70208H V40 の高速、低電圧バージョン。
NEC V50μPD70216 V30の組み込みバージョン。Akai S1000、S1100、Korg M1のメインCPUとして搭載されている。[ 19 ] [ 20 ]
NEC V50HLμPD70216H V50 の高速、低電圧バージョン。
NEC V41μPD70270 V30HLコアとPC-XT周辺機器（8255パラレルポートインターフェース、8254プログラマブルインターバルタイマー、8259 PIC、8237 DMAコントローラ、8042キーボードコントローラ）を統合。また、フルDRAMコントローラも統合。
NEC V51μPD70280 V30HLコアとPC-XT周辺機器（8255パラレルポートインターフェース、8254プログラマブルインターバルタイマー、8259 PIC、8237 DMAコントローラ、8042キーボードコントローラ）を統合。また、フルDRAMコントローラも統合。Olivetti Quaderno PT-XT-20 に搭載。
NEC V53μPD70236 V33コアに4チャネルDMA（μPD71071 [ 21 ] /i8237）、UART（μPD71051/i8251）、3つのタイマー/カウンター（μPD71054/ i8254）、割り込みコントローラー（μPD71059/ i8259 ）を統合した。Akai MPC3000 [ 22 ] [ 23 ]およびAkai SG01vに搭載された。
NEC V53AμPD70236A V33Aコアにいくつかの周辺機器を統合。シャープ ザウルス PI-B304/B308に搭載。
NEC V55PIμPD70433 V55PIにはDS2とDS3と呼ばれる拡張セグメントレジスタがあり、レジスタ値を8ビット左にシフトしオフセット値を加えることで、16MBのアドレス空間全体にアクセスすることができる。[ 24 ]
NEC V55SCμPD70423 V55SCには、DS2およびDS3と呼ばれる拡張セグメントレジスタが搭載されているだけでなく、μPD72001/72002のサブセットである2チャネルマルチプロトコルシリアルコントローラ（MPSC）も搭載されています。[ 25 ]
ヴァデムVG230シングルチップPCプラットフォーム。[ 26 ] VG230は、16MHzのNEC V30HLプロセッサとIBM PC/XT互換のコアロジック、タッチパネル対応LCDコントローラ（CGA/AT&T640x400）、キーボードマトリックススキャナ、デュアルPCMCIA 2.1カードコントローラ、最大64MBのEMS 4.0ハードウェアサポート、内蔵タイマー、PIC、DMA、UART、RTCコントローラを搭載していた。HP OmniGo 100、120、IBM Simonに搭載された。[ 27 ]
ヴァデムVG330VG230 の後継機で、32 MHz NEC V30MX プロセッサと、デュアル PIC、LCD コントローラ (640x480)、キーボード マトリックス スキャナ、PC カードExCA 2.1 コントローラ、および SIR ポートを備えた IBM PC/AT 互換コア ロジックが搭載されています。
NEC V60μPD70616 NECはV60プロセッサにおいてx86設計から離脱し、新たな32ビットCISCアーキテクチャを採用した。V60とV70は、主に外部アドレスバスとデータバスの幅が異なっていたが、どちらもV20/V30エミュレーションモードを搭載していた。[ 28 ] : §10 [ 9 ]（後に同じCISCアーキテクチャを採用したV80には、V20/V30エミュレーションモードは搭載されていなかった。）[ 29 ]
NEC V70μPD70632
  • ダイの写真
  • NEC V30
    NEC V30
  • NEC V50
    NEC V50
  • NEC V53
    NEC V53

参照

参考文献

  1. ^ a b引用エラー: 名前付き参照が呼び出されましたが、定義されていません (ヘルプ ページを参照してください)。https://phonedb.net/index.php?m=processor&id=87&c=nec_v20_upd70108
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  3. ^ 「8088 & V20」 . X86 CPUガイド. 2018年11月17日.
  4. ^ a b Davis, Stephen R. (1985年12月24日). 「VシリーズでPCをターボチャージ」 . PC Magazine . 第4巻第26号. pp.  181– 186. 2025年5月27日閲覧。
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  7. ^ a b μPD70108 — V20 16/8ビットマイクロプロセッサ(PDF) . NEC . 1994年6月.
  8. ^ a b Mahoney, Bob (1985-10-16). 「NEC-V20.ZIPアーカイブに含まれるファイルNECV20B.ALLの出力」プログラマーズ・コーナー.
  9. ^ a b Culver, John (2021年9月1日). 「NECの忘れられたFPU」 . The CPU Shack .
  10. ^ 「Nec V30 D70116C-10」 . X86 CPUガイド. 2020年7月15日.
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  15. ^ 「NEC Corp. v. Intel Corp., 645 F. Supp. 590 (ND Cal. 1986)」 Justia Law . 2025年8月19日閲覧。
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  17. ^ a b c NEC 16 ビット V シリーズ マイクロプロセッサ データ ブック、1991 年、V33 の割り込みベクターについては 299 ページ、EPROM 搭載の μPD70P322 については 576 ページ、「セキュリティ ガード」機能については 765 ページを参照してください。
  18. ^ NEC、 μPD70136A V33A 16ビットマイクロプロセッサデータシート、文書番号U10136EJ4V0DS00（第4版）、1995年9月、40-43ページ。
  19. ^ Korg M1 サービスマニュアル
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  23. ^ 「AKAI MPC 3000：史上最高のドラムマシン」 Audio Jive . 2020年12月9日.
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  25. ^ 「NEC V55SC 16ビットマイクロプロセッサ 暫定データシート（ODNo ID-8206A、1993年3月）」（PDF）。pp. 1、22 。 2024年1月21日閲覧。
  26. ^ Vadem VG230 開発者マニュアル
  27. ^ノチキン、アレクサンダー (2013-07-10)。「IBM Simon — первый в мире смартфон. Что внутри?」 [IBM Simon は世界初のスマートフォンです。中には何が入っているの？】habr.com (ロシア語)。
  28. ^ μPD70616プログラマーズ・リファレンス・マニュアル（暫定版）. NEC. 1986年11月.
  29. ^ Y. Komoto他、「32ビットVシリーズマイクロプロセッサの概要」、1990年。2025年9月14日アーカイブ。

さらに読む

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