home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Atari Compendium / The Atari Compendium (Toad Computers) (1994).iso / files / umich / emulatrs / cpm.arc / EMU.TXT < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1985-11-20  |  7.8 KB  |  163 lines
  1. GERD HILDEBRANDT, HERBERT THIESS
  2.  
  3.  
  4.     S O F T W A R E   Z 8 0   O N    6 8 0 0 0
  5.     -----------------------------------------
  6.  
  7.  
  8. TO ENCOURAGE  THE TRANSITION  TO POWERFUL 68000  16 BIT HARDWARE
  9. A  Z80-  AND  CP/M-EMULATOR  BRIDGES THE  SOFTWARE  GAP.  A PURE
  10. SOFTWARE  EMULATION  PROVIDES A  COMPLETE VIRTUAL  Z80 CPU UNDER
  11. THE CP/M 2.2 OPERATING SYSTEM.
  12.  
  13.  
  14.    The micro-revolution currently is  on the move from the 8 bit
  15. to the 16 bit generation. In the 8 bit generation the Z80 is the
  16. microprocessor    with the biggest  market share,  its instruction
  17. set is    upward compatible  with the  8080/8085    microprocessors.
  18. With  millions of  microprocessors  of this  family in use,  one
  19. operating system was quickly established as a standard: CP/M 2.2
  20. from Digital Research.  Supported by this  wide acceptance,  the
  21. largest software  library of tools  and applications could grow.
  22. Over the years,  huge investments  were spent  in CP/M  standard
  23. software,  the  development  of specific  applications  and  the
  24. training of users.  These programs are now well tested and their
  25. users have become accustomed to them.
  26.  
  27.    With the growing demand for software flexibility,  the limits
  28. of the 8 bit generation,  especially the 64 K  addressing range,
  29. were  encountered.  The first microprocessor  of the new  16 bit
  30. generation, the Intel 8086,  was quickly pushed into the market.
  31. Its instruction set  and register structure  were designed as an
  32. extension of the 8080/8085. So it was possible to transfer exis-
  33. ting programs  easily to the 8086.  The limitations  of the 64 K
  34. addressing range were overcome, but a lack  of orthogonality and
  35. addressing capability in the architecture remains. The successor
  36. 80186  was  extended  by some  hardware-features,  but the  poor 
  37. instruction set was retained.  The same applies  to the 80286 in
  38. its compatibility mode.  The new 286 mode  is hampered by design
  39. flaws on the chip.
  40.  
  41.    Other  microprocessor  developers  did not  insist on  upward
  42. compatibility  and took the chance  to introduce new concepts of
  43. CPU architecture with their  16 bit generation  microprocessors.
  44. Thus the 68000, even though it came late,  is now established as
  45. an alternative to the 8086. The 68000 family was extended by the
  46. more powerful 68010 and the 32 bit processor 68020.
  47.  
  48.    Today the 16 bit micro market  is mainly  divided between two
  49. opponents: on one side the conventional 8086 family with a large
  50. software base  and on the other side  the advanced  68000 family
  51. with less software  as yet available.  In contrast  to the 8 bit
  52. generation,  in  the  16 bit  generation  no microprocessor  and
  53. therefore no operating system  has become established as a stan-
  54. dard.  The ongoing confusion about future trends leads to uncer-
  55. tainty for customers  and blocks investment in both new hardware
  56. and software.
  57.  
  58.  
  59.    A   b r i d g e   b e t w e e n   Z 8 0   a n d   6 8 0 0 0
  60.  
  61.  
  62.    For users who will take the more innovative way to the 16 bit
  63. generation,  SoftDesign of Munich  have developed a tool to ease
  64. the  transition:   the  CP/M-Z80 EMULATOR  opens  up  the  whole
  65. CP/M 2.2 software library for 68000 micros with CP/M-68K.  Using
  66. the CP/M-Z80 EMULATOR results in various advantages:
  67.  
  68. - Software tools and applications not yet available for CP/M-68K
  69.   can  be  substituted    by CP/M 2.2 programs.  Thus  assemblers,
  70.   cross-assemblers,  compilers for many languages,  text-proces-
  71.   sing, spreadsheets etc. become immediately available.
  72.  
  73. - It is possible  to take the step up  to the  16 bit generation
  74.   and continue    using  existing  8 bit software.  Investments in
  75.   existing software are not lost or wasted.
  76.  
  77. - The  advantages  of modern  hardware  can be  utilized  by Z80
  78.   software.
  79.  
  80. - A 68000 system  with CP/M-68K can serve  as Z80 software deve-
  81.   lopment system without the necessity to keep 8 bit hardware.
  82.  
  83.    The CP/M-Z80 EMULATOR  runs without  adaptation  on any 68000
  84. computer with the CP/M-68K operating system vers. 1.1 or 1.2 and
  85. at least 95 K  user memory (TPA).  Usage of the EMULATOR is very
  86. simple:  entering  the    command   "CPMZ80<return>"   starts  the
  87. EMULATOR and a complete CP/M 2.2 system  with Z80 CPU is activa-
  88. ted. Even an experienced CP/M user will not notice that there is
  89. no Z80,  but a 68000 CPU,  working  in the  system. All CP/M 2.2
  90. compatible programs will run without restrictions:
  91.  
  92.   WORDSTAR, MBASIC,  DBASE II, MULTIPLAN,  PL/I-80, BDS C,
  93.   TURBO PASCAL, PASCAL MT+,  MACRO-80, LINK-80, DDT, XSUB,
  94.   SUBMIT, ZSID, DU, MOVEIT, MODEM77, ZORK, just to name a few...
  95.  
  96.  
  97.           F a s t    Z 8 0    e m u l a t i o n
  98.  
  99.  
  100.    The emulation of a CPU in software is  time consuming because
  101. it works in a similar way  to an interpreter.  Each operation of
  102. the virtual CPU  is interpreted by a short code sequence  of the
  103. emulating CPU.  Emulation is specially difficult  for peculiari-
  104. ties  in the emulated CPU's architecture  not found on the hard-
  105. ware CPU.  For example it is quite complicated for the 68000 CPU
  106. to generate the Z80's Half Carry Flag  and to compensate the re-
  107. verse order of the bytes in a word. However, the CP/M-Z80 EMULA-
  108. TOR  is completely  written  in assembly language  and gains its
  109. high speed  by optimally using  the large register frame  of the
  110. 68000 CPU  and table driven  interpretation.  Under the CP/M-Z80
  111. EMULATOR  average CP/M-80 programs  execute with the speed of a
  112. 2 MHz Z80 CPU on a 8 MHz 68000 system. In practice the execution
  113. speed varies for different programs,  an important factor is the
  114. frequency  of I/O  access.  Programs  with  heavy  disk I/O  for
  115. example  may run even faster than  on real Z80 hardware.  On the
  116. other  hand  intensive  arithmetic  computations  slow down  the
  117. EMULATOR.  The following  measurements  for the  execution  time
  118. ratio  between the virtual CPU and Z80 hardware have been taken:
  119.  
  120. Extreme values :     0.6 and 6
  121. Average :    2
  122.  
  123.    To allow  access to  68000 hardware I/O ports  by Z80 I/O op-
  124. codes,  a special interface has been provided.  For that purpose
  125. the user may build a custom driver  to map Z80 port addresses to
  126. 68000 I/O routines.  If such a driver module  is present,  it is
  127. loaded automatically by the EMULATOR. Communication software can
  128. utilize these  I/O capabilities to access  modems and other data
  129. links. This eases the transport of existing CP/M 2.2 software to
  130. the 68000 system.
  131.  
  132.  
  133.        I n t e g r a t e d      C P / M - 8 0
  134.  
  135.  
  136.    The CP/M-Z80 EMULATOR includes a specially designed operating
  137. system upward compatible to CP/M-80. The user interface  corres-
  138. ponds  to that    of standard  CP/M 2.2  with some  user    friendly
  139. extensions and improvements. An additional EXIT command provides
  140. a means  of returning to  CP/M-68K.  All  physical  I/O  devices
  141. implemented  under CP/M-68K  (terminal, printer and other inter-
  142. faces)  and all background storage devices  (floppy disk drives,
  143. hard disks, tape streamers  and    RAM  disks)  are accessible from
  144. the  emulated  CP/M-80.  An  automatic  configuration  algorithm
  145. installs all these devices without user intervention. This leads
  146. to a transportability between CP/M-68K and the emulated CP/M-80.
  147. All files can be  read and written  under both systems.  Compact
  148. implementation  of the  CP/M-80  system  provides  a large  user
  149. memory (TPA)  of 58 Kbyte.  All system calls  defined in CP/M-80
  150. are fully implemented.
  151.  
  152.  
  153.           P r o f e s s i o n a l     t o o l
  154.  
  155.  
  156.    The CP/M-Z80 EMULATOR  is used by  software  professionals on
  157. many different CP/M-68K systems.  The EMULATOR is a proven soft-
  158. ware product  and is ready for  immediate delivery.  A free demo
  159. disk is available  for evaluation  without  risk  or obligation.
  160. Disks can be supplied  either in 5 inch STRIDE  or 8 inch single
  161. density format.  Versions of the CP/M-Z80 EMULATOR  for OS-9/68K
  162. and UNIX V are under development.
  163. ə