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Z380 微处理器是一种集成的高性能微处理器，具有快速高效的吞吐量和增强的内存寻址能力。Z380 为现有的基于 Z80 或 Z180 的设计提供了持续的增长路径，同时保持了 Z80 CPU 和 Z180 MPU 的目标代码兼容性。Z380 MPU 的增强功能包括改进的 280 CPU、扩展的 4GB 空间以及灵活的总线接口时序。

增强版的 Z80 CPU 是 Z380 MPU 的关键。Z80 微处理器的基本寻址模式已通过以下方式得到增强：堆栈指针相对加载和存储、16 位和 24 位索引偏移，以及更灵活的间接寄存器寻址，所有这些寻址模式都允许访问整个 32 位地址空间。指令集增加了完整的 16 位算术和逻辑运算、16 位 I/O 操作、乘法和除法，以及一套完整的寄存器到寄存器的加载和交换操作。

Z80 MPU 微处理器扩展的基本寄存器文件包括 IX 和 IY 寄存器的备用版本。Z380 MPU 中存在四组这种基本的 Z80 微处理器寄存器文件，以及管理不同寄存器集之间切换所需的资源。基本 Z80 微处理器寄存器文件中的所有寄存器对和索引寄存器都扩展到了 32 位。

Z380 MPU 将基本的 64KB Z80 和 Z180 地址空间扩展到了完整的 4GB（32 位）地址空间。该地址空间是线性的，并且完全可由用户程序访问。I/O 地址空间也类似地扩展到了完整的 4GB（32 位）范围和 16 位 I/O，并添加了简单的块移动功能。

一些传统上由外部外设处理的功能已在 Z380 微处理器的设计中被集成。片上外设减少了系统芯片数量并减少了外部总线上的互连。Z380 MPU 包含一个用于 DRAM 的刷新控制器，该控制器采用可编程速率和突发大小的 /CAS 先于 /RAS 刷新周期。

六个可编程的内存芯片选择可用，每个芯片选择地址范围都有可编程的等待状态生成器。

Z380 MPU 提供了灵活的总线接口时序，具有独立的控制信号和内存及 I/O 时序。内存总线控制信号提供了适合直接与 DRAM、静态 RAM、EPROM 或 ROM 接口的时序参考。由于在内存事务期间三次采样 /WAIT 信号，因此可以完全控制内存总线时序，从而允许用户完全控制 Z380 MPU 提供的参考信号之间的边沿到边沿时序。I/O 总线控制信号允许直接与 Z80 系列外设、Z8000 系列外设或 Z8500 系列外设接口。

• 静态CMOS设计，具有低功耗待机模式选项
• 32位内部数据路径和ALU工作频率 - 5V下为DC至18MHz - 3.3V下为DC至10MHz
• 增强的指令集，保持与Z80和Z180微处理器的目标代码兼容性
• 16位（64K）或32位（4G）线性地址空间
• 16位数据总线，支持动态大小调整
• 最少两个时钟周期的指令执行时间
• 四组片上寄存器文件
• 增强的中断功能，包括针对Z380指令集的16位向量未定义操作码陷阱
• 片上I/O功能：
  • 六个存储器芯片选择，带可编程等待状态
  • 可编程I/O等待状态
  • DRAM刷新控制器
  • 100引脚QFP封装