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Intel D8087-1

收藏者:Kane  藏品属地:广东深圳  藏品年代:1980  类目:FPU  核心频率:10MHz  Socket:DIP40  价位代码:FC

Intel D8087-1

D8087-1

    Intel D8087-1是英特尔8087浮点运算协处理器的陶瓷封装(CERDIP-40)版本,专为高可靠性环境设计。
一、技术特性与设计创新

1. 封装与制造工艺
采用陶瓷封装(CERDIP-40),相比C8087-1的塑料DIP封装,具备更高的耐高温性(工作温度范围0-70℃)和抗腐蚀性,适合工业控制、军事设备等严苛环境。其内部集成约65,000个晶体管,采用NMOS工艺,功耗约2.4瓦,与8086/8088主处理器通过40引脚DIP接口无缝协作。

2. 性能参数

◦ 时钟频率:标称10MHz,兼容8MHz主板(通过降频使用),与8086/8088的时钟同步机制确保稳定性。

◦ 浮点运算:支持80位扩展精度格式,包含16位指数和64位尾数,通过硬件加速实现加、减、乘、除等运算,速度较软件模拟提升20%-500%。

◦ 指令集:完全兼容C8087-1的ESC前缀指令集,共68条专用指令,支持栈式寄存器操作(ST0-ST7)。

3. 协作机制
通过共享总线与主处理器通信,主处理器通过ESC指令触发协处理器执行任务。同步信号(如BUSY、ERROR)确保两者协同工作,避免数据冲突。

二、市场定位与应用场景

1. 高可靠性领域
陶瓷封装使其成为工业自动化、航空航天等领域的首选。例如,在早期数控机床和石油勘探设备中,D8087-1的抗干扰能力和长寿命特性显著优于塑料封装型号。

2. 专业计算需求
与C8087-1一样,广泛应用于科学计算(如有限元分析)、金融建模(如期权定价)和早期CAD系统。1981年IBM PC XT主板预留D8087-1插座后,其在工程工作站市场的份额迅速扩大。

3. 兼容性与灵活性
虽然标称10MHz,但可在8MHz系统中稳定运行,允许用户在不升级主板的情况下提升浮点性能。这种灵活性使其在8088主频为4.77MHz的早期PC中仍能发挥作用。

三、与C8087-1的对比
特性 D8087-1 C8087-1
封装类型 陶瓷(CERDIP-40) 塑料(DIP-40)
工作温度 0-70℃ 0-70℃
抗腐蚀性 高(适合工业/军事) 普通(适合商业环境)
价格 更高(约270美元) 较低(约205美元)
典型应用 工业控制、航空航天 商用PC、科研工作站

四、历史意义与技术遗产

1. 标准化贡献
D8087-1的80位扩展精度格式直接影响了IEEE 754-1985浮点标准的制定,其栈式寄存器设计成为x87系列协处理器的基础。

2. 集成化趋势
随着80486(1989年)集成FPU,独立协处理器逐渐退出市场。但D8087-1的陶瓷封装技术为后续高可靠性芯片(如80387SL)提供了设计参考。

3. 收藏与研究价值
作为早期陶瓷封装芯片的代表,D8087-1在复古计算机爱好者中具有收藏价值。其电路设计仍被用于教学案例,帮助理解早期微处理器架构。

五、现存挑战与局限性

1. 性能瓶颈
受限于4.5微米工艺,其浮点运算速度(约50,000 FLOPS)仅为现代CPU的万分之一,且缺乏硬件乘法器导致复杂运算效率低下。

2. 软件适配
需编译器显式调用协处理器指令(如Microsoft FORTRAN需特殊优化),早期用户需手动配置主板跳线以匹配时钟频率。

总结

      Intel D8087-1通过陶瓷封装和高可靠性设计,成为8087系列中适应严苛环境的典范。尽管其性能在现代标准下有限,但其技术创新(如扩展精度格式、陶瓷封装)深刻影响了后续处理器的发展。作为x86生态的重要一环,D8087-1不仅是科学计算的里程碑,更是半导体封装技术演进的缩影。

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