Zilog Z80

Le Zilog Z80 est un microprocesseur 8 bits conçu au milieu des années 1970. Il devient rapidement l’un des composants les plus emblématiques de la micro-informatique des années 1980.

Utilisé dans de nombreux micro-ordinateurs, consoles, systèmes embarqués et équipements industriels, il marque durablement l’histoire de l’informatique personnelle.

Origines et contexte de création

Le Z80 est développé par la société Zilog, fondée en 1974 par Federico Faggin, ancien ingénieur chez Intel et co-concepteur de l’Intel 4004.

L’objectif de Zilog est alors de proposer un processeur plus puissant et plus flexible que l’Intel 8080, tout en conservant une compatibilité logicielle avec son jeu d’instructions.

Lancé commercialement en 1976, le Z80 reprend l’architecture générale du 8080. Toutefois, il l’enrichit fortement : davantage de registres, plus d’instructions, une gestion avancée des interruptions et une intégration accrue de fonctions internes.

Caractéristiques générales du Z80

• Architecture 8 bits
• Bus d’adresses 16 bits, permettant l’adressage de 64 Ko
• Fréquences typiques comprises entre 2,5 MHz et 4 MHz, selon les versions
• Jeu d’instructions étendu et rétrocompatible avec l’Intel 8080
• Registres dupliqués (AF, BC, DE, HL) facilitant les changements de contexte
• Gestion matérielle des interruptions et du rafraîchissement mémoire dynamique (DRAM)

Ces choix techniques rendent le Z80 particulièrement adapté aux micro-ordinateurs. Il concilie une électronique relativement simple avec une grande richesse logicielle.

Les principales versions du Zilog Z80

Au fil des années, Zilog, ainsi que plusieurs fabricants compatibles, proposent différentes variantes du Z80. Elles se distinguent principalement par leur fréquence maximale et leur procédé de fabrication.

Z80 (version originale)

• Lancée en 1976
• Fréquences comprises entre 2,5 MHz et 4 MHz
• Boîtier DIP à 40 broches
• Version la plus répandue dans les micro-ordinateurs des années 1980

Z80A

• Version améliorée du Z80
• Fréquence maximale portée à 4 MHz
• Très utilisée dans les micro-ordinateurs grand public

Z80B

• Fréquence maximale de 6 MHz
• Présence plus limitée dans les machines grand public

Z80H

• Fréquence maximale atteignant 8 MHz
• Principalement destinée à des systèmes professionnels ou spécialisés

Clones et processeurs compatibles

Le succès du Z80 entraîne la production de nombreux clones compatibles par d’autres fabricants, comme NEC, Sharp, SGS-Thomson ou Mostek.

Ces versions conservent la compatibilité logicielle, tout en proposant parfois des fréquences plus élevées ou des procédés de fabrication différents.

Micro-ordinateurs emblématiques équipés du Z80

Le Z80 équipe une grande variété de micro-ordinateurs, en particulier en Europe et au Japon.

Micro-ordinateurs grand public

• Amstrad CPC 464, 664 et 6128
• Sinclair ZX80, ZX81 et ZX Spectrum
• MSX, standard japonais et international
• TRS-80 de Radio Shack
• Timex Sinclair

Systèmes éducatifs et machines spécialisées

• Thomson TO7 (certaines extensions et périphériques)
• Exelvision EXL 100 (en tant que coprocesseur)

Micro-ordinateurs professionnels

• Amstrad PCW
• Kaypro
• Osborne 1
• Nombreuses machines compatibles CP/M

Le Z80 et le système CP/M

Le Z80 est étroitement associé au système d’exploitation CP/M (Control Program for Microcomputers), largement utilisé à la fin des années 1970 et au début des années 1980.

Grâce à sa compatibilité avec l’Intel 8080 et à ses extensions d’instructions, le Z80 s’impose rapidement comme le processeur de référence des machines CP/M. Il contribue ainsi à l’émergence d’un écosystème logiciel commun, avant l’arrivée du PC IBM.

Héritage et longévité

Le Zilog Z80 se distingue par une longévité exceptionnelle. Contrairement à de nombreux processeurs de son époque, il reste produit et utilisé bien au-delà des années 1980.

On le retrouve notamment dans les systèmes embarqués, les contrôleurs industriels et divers équipements électroniques.

Son architecture simple, robuste et bien documentée en fait encore aujourd’hui un excellent support pédagogique. À ce titre, le Z80 occupe une place centrale dans l’histoire de l’informatique, non seulement comme composant matériel, mais aussi comme fondation de pratiques logicielles durables.

Photo de couverture : Gennadiy Shvets — CC BY 2.5 (lien)