Zilog Z0842884PSC PIO

Definizione

 Zilog Z0842884PSC è un circuito di interfaccia che aggiunge a un sistema basato su Z80 due porte parallele programmabili, riducendo il lavoro della CPU nella gestione di I/O parallelo, handshake e interrupt. Un PIO “tipo Z0842884PSC” appartiene alla famiglia Zilog Z80 PIO e fornisce due porte indipendenti, port A e port B, da 8 bit ciascuna, pensate per collegare periferiche come tastiere, stampanti, lettori/attuatori, logiche TTL e dispositivi industriali.

Per il codice specifico Z0842884PSC, si trova comunemente indicato come Z80 PIO in DIP 40 pin con frequenza nominale 4 MHz (la sigla e il grado di velocità possono variare tra revisioni NMOS/CMOS e lotti, quindi è buona prassi verificare sempre la marcatura e il datasheet della variante esatta).

Cosa fa “in più” rispetto a semplici latch o porte discrete

Un PIO non è solo “due registri di output”. Integra funzioni che, in sistemi vintage e embedded, fanno una grande differenza:

• Handshake hardware con linee ready e strobe per sincronizzare lo scambio dati con periferiche più lente o asincrone.

• Generazione di interrupt programmabile, così la CPU evita polling continuo.

• Daisy chain di interrupt (linee IEI/IEO) per creare una catena di priorità tra più periferiche Zilog senza logica esterna complessa.

• Modalità operative configurabili per adattare la porta a casi d’uso molto diversi, dal trasferimento a byte fino al controllo bit-per-bit.

Modalità operative principali (famiglia Z80 PIO)

Le porte possono essere configurate in quattro modalità classiche:

• Mode 0 (output): la porta funziona come uscita a 8 bit con handshake.

• Mode 1 (input): la porta funziona come ingresso a 8 bit con handshake.

• Mode 2 (bidirectional): modalità bidirezionale disponibile tipicamente su port A, usando anche segnali di handshake/interrupt associati all’altra porta per coordinare i due sensi di trasferimento.

• Mode 3 (bit control): ogni bit può essere definito singolarmente come input o output, con interrupt generabili su condizioni logiche (es. “uno attivo” oppure “tutti attivi”) e con polarità selezionabile.

Handshake e interrupt (concetto pratico)

Nelle modalità “a byte” (input/output/bidirezionale), il PIO usa due segnali per porta:

• RDY (ready): tipicamente indica che la porta è pronta o che un dato è disponibile/accettabile.

• STB (strobe): tipicamente arriva dalla periferica per confermare o temporizzare il trasferimento.

Quando l’handshake è attivo e gli interrupt sono abilitati, il PIO può richiedere un’interruzione alla CPU quando avviene un trasferimento o quando si presenta una condizione programmata (utile per ridurre polling e jitter software). Per sfruttare pienamente questo schema, è comune usare la modalità interrupt mode 2 dello Z80, con vettori gestiti dal PIO.

Interfaccia con la CPU Z80

Dal punto di vista del bus, un PIO si collega a:

• DATA0–DATA7 (bus dati)

• segnali Z80 tipici per I/O come /IORQ, /RD, /WR, e spesso /M1 per la logica di interrupt

• una logica di selezione chip (/CE) generata dal decoder di indirizzi

• linee di selezione interne (spesso viste come A0/A1 o equivalenti) per distinguere porta A/B e data/control

Questo consente un mapping tipico in cui la CPU ha accesso separato ai registri data e control di ciascuna porta.

Schizzo dei collegamenti più importanti

                 ┌───────────────────────────┐
                 │            CPU Z80         │
                 │  DATA[0..7]  /IORQ /RD /WR │
                 │  /M1  /INT   A[ ]          │
                 └───────────────┬───────────┘
                                 │ (bus + decode /CE)
                                 ▼
                        ┌─────────────────┐
                        │     Z80 PIO     │
                        │ (Z0842884PSC)   │
                        │  Port A 8-bit   │─── PA[0..7] ──►/◄─ periferica
                        │  ARDY / ASTB    │─── handshake A
                        │  Port B 8-bit   │─── PB[0..7] ──►/◄─ periferica
                        │  BRDY / BSTB    │─── handshake B
                        │  IEI / IEO      │─── daisy-chain IRQ
                        └─────────────────┘
                                 │
                                 ▼
                         /INT verso CPU (su evento)

Casi d’uso tipici

• Collegamento di periferiche parallele “classiche” con handshake (es. stampanti, interfacce strumentali).

• Espansione GPIO in sistemi embedded Z80 con gestione eventi via interrupt.

• Interfacce a stati (Mode 3) per segnali industriali, sensori digitali, linee di controllo e sincronismi.

• Catene di periferiche Zilog con priorità interrupt deterministica tramite IEI/IEO.

Tabella 1 – Dati di identificazione e specifiche (italiano)