Fairchild Z18821-1

Конечно, вот подробное описание Fairchild Z18821-1, основанное на доступной технической документации и исторических данных.

Общее описание

Fairchild Z18821-1 — это микросхема интерфейса клавиатуры и дисплея (Key Display Interface - KDI), разработанная для работы в связке с 8-разрядными микропроцессорами серии Fairchild F8 (3850) и Mostek MK3870. Её основное предназначение — разгрузка центрального процессора от рутинных задач по опросу матричной клавиатуры и управлению индикаторами (обычно 7-сегментными светодиодными или вакуумно-люминесцентными).

Это специализированный периферийный контроллер, который сканирует клавиатуру на предмет нажатий, устраняет "дребезг контактов" и сохраняет код нажатой клавины в своём внутреннем буфере. Одновременно он управляет динамической индикацией многоразрядного дисплея, автоматически циклически обновляя сегменты.

Основное применение: Кассовые аппараты, банкоматы (ранних поколений), измерительные приборы, промышленные контроллеры, другое встраиваемое оборудование с клавиатурой и цифровым дисплеем.

Ключевые технические характеристики

• Архитектура: Специализированный контроллер интерфейса клавиатуры и дисплея (KDI).
• Управление: Работает под управлением главного ЦПУ (F8 или аналога) через системную шину. Требует программной инициализации и обслуживания.
• Интерфейс клавиатуры:
  • Поддерживает матрицу до 8x8 = 64 клавиши.
  • Встроенная аппаратная фильтрация дребезга контактов.
  • Внутренний буфер на 8 символов (FIFO) для хранения кодов нажатых клавиш.
  • Генерирует прерывание для ЦП при обнаружении нажатия.
  • Режим "N-Key Rollover" (определение одновременного нажатия нескольких клавиш, зависит от прошивки).
• Интерфейс дисплея:
  • Управляет до 16 цифровых разрядов в мультиплексированном (динамическом) режиме.
  • Формат данных: 8-битный код сегментов для каждого разряда (обычно 7 сегментов + десятичная точка).
  • Автоматическое циклическое обновление разрядов с программируемой скоростью.
  • Поддерживает различные типы индикаторов: LED (с внешними драйверами), VFD, жидкокристаллические (с дополнительной логикой).
• Интерфейс с ЦП: 8-битная шина данных, линии адреса, управляющие сигналы (RD, WR, ALE, I/O Select).
• Память: Содержит внутренние регистры для управления режимами, буфером клавиатуры и данными дисплея.
• Напряжение питания: Стандартное для КМОП-технологии того времени: +5В.
• Техпроцесс: КМОП (CMOS).
• Тип корпуса: Обычно DIP-40 (пластиковый или керамический).

Парт-номера и прямые аналоги

Fairchild Z18821-1 является частью семейства микросхем для системы F8. Её обозначения и аналоги:

• Fairchild F8 (3850) Family Part Number: Z18821-1
• Полное промышленное обозначение: F38521 (это стандартный номер компонента в семействе F8).
• Прямой функциональный аналог от Mostek: MK38821 (KDI для системы MK3870). Микросхемы Fairchild F8 и Mostek MK3870 были программно и аппаратно совместимы.
• Другие варианты в семействе: Существовали модификации с другими суффиксами (например, Z18821-0, Z18821-2), которые могли отличаться тактовой частотой, рабочим температурным диапазоном (коммерческий, промышленный, военный) или незначительными ревизиями.

Совместимые и связанные модели

Для построения полноценной системы с Z18821-1 требовался набор совместимых микросхем:

1. Центральные процессоры (ЦПУ):

   • Fairchild 3850 (F3850) — основной ЦП.
   • Fairchild 3851 (F3851) — ЦП со встроенной памятью программы (1КБ ROM) и таймером.
   • Mostek MK3870 — аналог F3851, самый популярный процессор этого семейства.
   • Mostek MK38P70 — версия с УФ-стираемым ПЗУ (EPROM).

2. Другие периферийные микросхемы семейства F8:

   • F3852 (Z18822) — Статическое ОЗУ 256x8 (SRAM).
   • F3853 (Z18823) — Программируемый таймер/счётчик (Programmable Timer, PTM).
   • F3854 (Z18824) — Программируемый контроллер прерываний (Programmable Interrupt Controller, PIC).
   • F3856 (Z18826) — Контроллер последовательного порта (UART).
   • F3878 (Z18878) — Аналого-цифровой преобразователь (ADC).

3. Совместимые микроконтроллеры: Поздние однокристальные микроконтроллеры, объединявшие функции ЦП, памяти и периферии, могли эмулировать функционал системы на базе F8+Z18821. Например, некоторые модели семейств Intel 8048/8051 с соответствующим программным обеспечением.

Историческая справка и значение

Серия Fairchild F8 (и её аналог Mostek MK3870) была одним из первых успешных 8-разрядных микропроцессорных наборов (chipset). Z18821-1, как специализированный контроллер ввода-вывода, была ключевым компонентом, позволявшим создавать компактные и эффективные системы управления с человеко-машинным интерфейсом. Её архитектура повлияла на подход к построению периферии для микроконтроллеров.

Важно: В настоящее время Fairchild Z18821-1 и всё семейство F8 являются устаревшими (obsolete) и не производятся. Они представляют интерес в основном для реставрации исторической вычислительной техники, ремонта старого промышленного оборудования или для образовательных целей. Найти новые микросхемы можно только на вторичном рынке (у распространителей старых компонентов).