En arquitectura de ordenadores , los números enteros de 8 bits u otras unidades de datos son aquellos que tienen 8 bits de ancho (1 octeto ). Asimismo, las arquitecturas de unidad central de procesamiento (CPU) y unidad aritmética lógica (ALU) de 8 bits son aquellas que se basan en registros o buses de datos de ese tamaño. Las direcciones de memoria (y, por tanto, los buses de direcciones ) para las CPU de 8 bits son generalmente mayores que las de 8 bits, normalmente de 16 bits. Las microcomputadoras de 8 bits son microcomputadoras que utilizan microprocesadores de 8 bits .
El término '8 bits' también se aplica a los juegos de caracteres que podrían usarse en computadoras con bytes de 8 bits, siendo los más conocidos varias formas de ASCII extendido , incluida la serie ISO/IEC 8859 de juegos de caracteres nacionales, especialmente latinos. 1 para inglés y idiomas de Europa occidental.
El IBM System/360 introdujo la memoria direccionable por bytes con bytes de 8 bits, a diferencia de la memoria direccionable por bits o por dígitos decimales o por palabras, aunque sus registros de propósito general tenían 32 bits de ancho y las direcciones estaban contenidas en el 24 bits inferiores de esas direcciones. Los diferentes modelos de System/360 tenían diferentes anchos de ruta de datos internos; El IBM System/360 Modelo 30 (1965) implementó la arquitectura System/360 de 32 bits, pero tenía un ancho de ruta nativo de 8 bits y realizaba aritmética de 32 bits, 8 bits a la vez. [1]
El primer microprocesador de 8 bits ampliamente adoptado fue el Intel 8080 , que se utilizó en muchas computadoras para aficionados de finales de los años 1970 y principios de los 1980, y que a menudo ejecutaban el sistema operativo CP/M ; tenía palabras de datos de 8 bits y direcciones de 16 bits. El Zilog Z80 (compatible con el 8080) y el Motorola 6800 también se utilizaron en ordenadores similares. Las CPU de 8 bits Z80 y MOS Technology 6502 se utilizaron ampliamente en computadoras domésticas y consolas de juegos de segunda y tercera generación de las décadas de 1970 y 1980. Muchas CPU o microcontroladores de 8 bits son la base de los omnipresentes sistemas integrados actuales .
Los microprocesadores de 8 bits fueron los primeros microprocesadores ampliamente utilizados en la industria informática, lo que marcó un cambio importante de las computadoras centrales y minicomputadoras a sistemas más pequeños y asequibles. La introducción de procesadores de 8 bits en la década de 1970 permitió la producción de computadoras personales, lo que llevó a la popularización de la informática y sentó las bases del panorama informático moderno.
Un registro de 8 bits puede almacenar de 2 a 8 valores diferentes. El rango de valores enteros que se pueden almacenar en 8 bits depende de la representación entera utilizada. Con las dos representaciones más comunes, el rango es de 0 a 255 (2 8 − 1) para la representación como un número binario ( sin signo ) , y de −128 (−1 × 2 7 ) a 127 (2 7 − 1) para la representación como complemento a dos .
Las CPU de 8 bits utilizan un bus de datos de 8 bits y, por lo tanto, pueden acceder a 8 bits de datos en una sola instrucción de máquina . El bus de direcciones suele tener un ancho de doble octeto ( 16 bits ), debido a consideraciones prácticas y económicas. Esto implica un espacio de direcciones directo de 64 KB (65.536 bytes) en la mayoría de los procesadores de 8 bits.
La mayoría de los ordenadores domésticos de la era de los 8 bits aprovechaban al máximo el espacio de direcciones, como el BBC Micro (modelo B) con 32 KB de RAM más 32 KB de ROM . Otros, como el muy popular Commodore 64, tenían 64 KB de RAM completos, más 20 KB de ROM, lo que significa que con direccionamiento de 16 bits no se podía usar toda la RAM de forma predeterminada (por ejemplo, del intérprete de lenguaje BASIC incluido en la ROM); [2] sin explotar el cambio de banco , lo que permite superar el límite de 64 KB (RAM) en algunos sistemas. Otras computadoras tendrían tan solo 1 KB (más 4 KB de ROM), como la Sinclair ZX80 (mientras que la muy popular ZX Spectrum tenía más memoria), o incluso solo 128 bytes de RAM (más almacenamiento de un cartucho ROM ). (como en una de las primeras consolas de juegos, Atari 2600 , por lo que el direccionamiento de 8 bits habría sido suficiente para la RAM, si no hubiera sido necesario cubrir también la ROM). El Commodore 128 y otros sistemas de 8 bits, es decir, todavía con direccionamiento de 16 bits, podían utilizar más de 64 KB, es decir, 128 KB de RAM, también el BBC Master , ampliable a 512 KB de RAM.
Mientras que en general las CPU de 8 bits tienen direccionamiento de 16 bits, en algunas arquitecturas tienen ambas, como en la CPU MOS Technology 6502 , donde la página cero se usa ampliamente, ahorrando un byte en las instrucciones que acceden a esa página y también teniendo Instrucciones de direccionamiento de 16 bits que toman 2 bytes para la dirección más 1 para el código de operación. Normalmente, los registros de índice son de 8 bits (mientras que otras CPU de "8 bits", como Motorola 6800 , tenían registros de índice de 16 bits), como la CPU 6502, y luego el tamaño de las matrices direccionadas mediante instrucciones de direccionamiento indexadas es como máximo 256 bytes, sin necesidad de un código más largo, es decir, direccionamiento de 8 bits para cada matriz individual.
El primer procesador comercial de 8 bits fue el Intel 8008 (1972) que originalmente estaba destinado al terminal inteligente Datapoint 2200 . La mayoría de los competidores de Intel comenzaron con microprocesadores de 8 bits orientados a caracteres. Las variantes modernizadas de estas máquinas de 8 bits siguen siendo uno de los tipos de procesador más comunes en los sistemas integrados.
Otra CPU de 8 bits notable es la MOS Technology 6502 . Este, y sus variantes, se utilizaron en varias computadoras personales, como las series Apple I y Apple II , la familia Atari de 8 bits , la BBC Micro y el Commodore PET y VIC-20 , y en un número de consolas de videojuegos, como la Atari 2600 y la Nintendo Entertainment System .
Los procesadores de 8 bits se siguen diseñando hoy en día para la educación general sobre hardware informático, así como para los intereses de los aficionados. Una de esas CPU se diseñó e implementó utilizando circuitos integrados de la serie 7400 en una placa de pruebas . [4] [5] El diseño de CPU de 8 bits y sus respectivos ensambladores es un ejercicio de capacitación común para estudiantes de ingeniería, ingenieros y aficionados. Para este propósito se utilizan FPGA.