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黄京
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Z80 与 6502 微处理器的架构比较
Z80 与 6502 架构对比：寄存器、指令与性能差异

Z80 和 6502 是 20 世纪 70、80 年代最具代表性的 8 位微处理器，它们分别由 Zilog 和 MOS Technology 推出，前者于 1976 年，后者于 1975 年。这些处理器深刻影响了个人电脑和家用游戏机的历史。Z80 广泛应用于 CP/M 操作系统驱动的商业系统，如 ZX Spectrum 和 Amstrad CPC，以及 MSX 标准平台；6502 则主导消费电子领域，包括 Apple II、Atari 2600、NES 和 Commodore 64 等经典设备。比较这两个架构具有重要意义，因为它们体现了当时微处理器设计的两大流派：Z80 代表复杂指令集（CISC）的丰富性和兼容性，而 6502 则以简洁高效的指令集著称，这种哲学差异直接影响了代码生成、性能优化和系统集成方式。本文将从历史发展、规格对比、寄存器架构、寻址模式、指令执行、中断处理、性能分析、应用案例到优缺点总结，逐层剖析二者差异，目标读者包括复古计算爱好者、嵌入式开发者以及微处理器历史研究者。

历史与发展

Z80 的起源可以追溯到 Intel 8080 的改进，由 Zilog 公司创始人 Federico Faggin 领导开发，于 1976 年正式发布。它在引脚上完全兼容 8080，同时新增动态 RAM 刷新支持和更低的功耗，这使得 Z80 迅速取代 8080，成为 CP/M 系统的主力 CPU。随后推出的 Z80A 提升了时钟频率，Z84C00 则是 CMOS 工艺版本，进一步降低了功耗并提高了可靠性，这些衍生品延长了 Z80 在嵌入式和工业控制中的寿命。与之相比，6502 的故事更具传奇色彩，它由 Chuck Peddle 主导，从 Motorola 6800 的复杂设计中简化而来，1975 年以仅 20 美元的价格推出，这大幅降低了个人电脑的门槛，推动了 Apple I 和 Apple II 等革命性产品的诞生。65C02 是其 CMOS 增强版，新增了更多指令如 BIT 分支；6510 则专为 Commodore 64 定制，内置 I/O 端口。市场影响上，Z80 主导了商业和专业系统如 CP/M PC，而 6502 则征服了消费市场，从游戏机到教育电脑无所不在，这种分野反映了二者定位的差异。

基本规格对比

Z80 和 6502 在基本规格上高度相似，都是 8 位数据路径和 16 位地址总线，支持 64KB 地址空间，但细节差异显著。Z80 的典型时钟频率为 4-8MHz，最高可达 20MHz，而 6502 通常在 1-3MHz，最高 14MHz，这得益于 Z80 更复杂的内部设计。功耗方面，Z80 的 NMOS 版本约 1W，远高于 6502 的 100mW，后者更适合电池供电设备。晶体管数量体现了设计哲学：Z80 约 8500 个，6502 仅 3500 个，都从早期 6 μ m 工艺演进到 1.5 μ m。指令集规模相近，Z80 有 158 条（含未文档化），6502 有 151 条，但 Z80 是典型 CISC，6502 虽标为 CISC，却更接近 RISC 的简洁。这些规格奠定了后续性能差异的基础。

寄存器架构

Z80 的寄存器架构极为丰富，主通用寄存器对包括 AF（标志和累加器）、BC、DE、HL，还有影子集 AF’、BC’、DE’、HL’，专为中断上下文切换设计。此外有索引寄存器 IX、IY、I（中断向量缓存）、R（刷新计数器）、SP（栈指针）和 PC（程序计数器），总计 14 个有效 8 位寄存器。这种设计允许高效的多任务处理和复杂运算，而无需频繁内存访问。相反，6502 采用极简主义，仅有 A（累加器，用于算术）、X 和 Y（索引寄存器）三个通用 8 位寄存器，SP 固定在页面 1，PC 隐式管理，标志寄存器 P 包含 NV-BDIZC 7 位状态（如零标志 Z、进位 C）。这种精简迫使程序员巧妙利用零页内存作为伪寄存器，代码虽紧凑但对寄存器压力较大。总体而言，Z80 的寄存器丰裕适合移植和多线程，6502 的简约则优化了芯片面积和代码密度。

寻址模式

Z80 支持约 20 种寻址模式，包括立即数、寄存器直接、通过 HL/IX/IY 加偏移的间接寻址、扩展寻址和页零寻址，还独有块传输如 LDIR（加载并递增重复）。相对寻址和端口寻址进一步增强灵活性。6502 核心模式有 13 种，如零页（单字节地址，周期最短）、栈相对、绝对、间接（JMP 通过指针跳转）、X/Y 预索引或后索引，以及隐式模式。这些模式特别优化零页访问，仅需 1 个周期。比较而言，Z80 更通用，支持复杂场景如字符串处理；6502 在实时任务中周期效率更高，尤其游戏循环中零页和索引的快速性无可匹敌。

指令集与执行效率

二者的指令集覆盖算术（如 ADD/SUB）、逻辑（AND/OR）、位操作、跳转和调用等基础，但独特点鲜明。Z80 提供 16 位加载、模拟乘除（如 MLT 模拟乘法）和字符串操作（LDI/CPDR），指令周期较长；6502 擅长高效分支（BCC/BCS）和读-改-写（RMW，如零页 INC，无需额外加载）。以下表格展示典型周期数：加载寄存器立即数，Z80 需 7-10 周期，6502 仅 2 周期；ADD 寄存器，Z80 4 周期对 6502 的 2 周期；绝对跳转 Z80 10 周期 vs. 6502 3 周期；调用子程序 Z80 17 周期 vs. 6502 6 周期。这种差异源于 Z80 的微码实现 vs. 6502 的硬连线解码。

以简单循环示例说明差异。Z80 汇编循环计数 256 次并累加：

LD B, 0          ; B=0（计数器）
LOOP:            ; 标签
INC B            ; B++
LD A, (HL)       ; 从 HL 指向内存加载到 A
ADD A, (DE)      ; 加 DE 指向值
LD (HL), A       ; 存回
DJNZ LOOP        ; B 非零则跳转 LOOP（递减并分支）

这段代码初始化 B 为 0，进入 LOOP 标签，每次递增 B，从 HL 地址加载值到 A，与 DE 地址值相加后存回 HL，若 B 非零则跳转。DJNZ 结合递减和分支，高效循环 256 次，总周期约 256×18=4608256 \times 18 = 4608。现在看 6502 等价代码：

LDA #0           ; A=0（计数器）
STA $00          ; 存零页 $00
LOOP:            ; 标签
INC $00          ; 递增零页计数
LDA $10          ; 从零页 $10 加载到 A
CLC              ; 清进位
ADC $20          ; 加零页 $20
STA $10          ; 存回 $10
LDA $00          ; 载入计数检查
BNE LOOP         ; 非零分支回 LOOP

这里用零页 这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页 00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00这里用零页这里用零页 00里用零页里用零页 00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP ; 非零分支回 LOOP 这里用零页00用零页用零页 00里用零页里用零页00NELOOP;非零分支回LOOP这里用零页NE LOOP; 非零分支回 LOOP 这里用零页 0000$用零页 $00$ 里用零页 $00$ NE LOOP；非零分支回 LOOP 这里用零页 $00$ 作为计数器，LOOP 内递增它，从 $10$ 加 $20$，零分支回 LOOP。$00$ 作计数器, LOOP 内递增它, 从$10$ 加 $20$，零分支回 LOOP。$00$\text{作计数器, LOOP 内递增它, 从}$10$ 加 $20$零分支回 LOOP 这里用零页 $00$这里用零页 $00$ 作计数器，LOOP 内递增它，从 $10$ 加 $20$ 存回，每次检查 $00$ 非零分支回 LOOP。零页操作仅 $10$ 加 $20$ 存 $1010加加20存回，每次检查存回，每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查 00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查00。。00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅 10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查00。。00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查000000\text{非零分支. 零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020\text{存回, 每次检查}0000\text{非零分支.零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 202020存回，每次检查存回，每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅 10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅 10加加20存存10加加20存回,00 存回 ,00\text{非零分支. 零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020 存回, 每次检查 0000\text{非零分支}。。\text{零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020 存回, 每次检查 0000\text{非零分支.零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020 存回, 每次检查 0000\text{非零分支.零页操作仅} 10加加20存存10加加20存回,每次检查存回 , 每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回,每次检查存回 , 每次检查00非零分支。零页操作仅10 非零分支。零页操作仅 10 加 2020 存 1010 加 2020 存回, 每次检查 0000\text{非零分支.零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020 存回, 每次检查 0000\text{非零分支.零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020 存回, 每次检查 0000\text{非零分支.零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020 \text{存回, 每次检查} 0000\text{零页操作仅} 1010 \text{加} 2020 \text{存} 1010 \text{加} 2020 \text{存回, 每次检查} 0000 \text{非零分支. 零页操作仅} 1010 \text{加} 2020 \text{存} 1010 \text{加} 2020 \text{存回, 每次检查} 0000 \text{非零} 10$$ \text{10 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 非零 10 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 非零 10 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 非零分支. 零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 非零分支. 零页操作仅 10 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 非零分支. 零页操作仅 10 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 非零分支. 零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 00 非零分支. 零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 00 非零分支. 零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 存回, 每次检查 00 00 非零分支. 零页操作} $$ \text{110 加 20 存 10 加 20 存回，每次检查 00 00 非零分支 . 零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 存回 , 每次检查 00 非零分支。零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 110 加 20 存 10 加 20 存回，每次检查 00} $$110 加 2020 存 1010 加 2020 \text{存回，每次检查} 0000\text{非零分支。零页操作仅}110110 加 2020 存 1010 加 2020\text{存回，每次检查}0000\text{非零分支。零页操作仅}110110 加 2020 存 1010 加 2020 \text{存回，每次检查} 0000 \text{非零分支。零页操作仅} 1010 加 2020 存 1010 加 2020 \text{存回，每次检查} 0000 \text{非零分支。零页操作仅} 1010 加 2020 存 1010 加 2020 \text{存回，} 0000 \text{非零分支.零页操作仅} 1010 加 2020 存 1010 加 2020\text{存回，每次检查}0000\text{非零分支。零页操作仅}1010 加 2020 存 1010 加 2020存回，每次检查 0000 非零分支。零页操作仅 10+2010 + 20 存 10+2010 + 20 存回，每次检查 0000 \text{非零分支。零页操作仅} 10+2010 + 20 存 10 + 00$$00 \text{非零分支。零页操作仅} 1010 加 2020 存 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00非零分支.零页操作仅10加20存10加20存回,每次检查00非零分支.零页操作仅10加20存10加20存回,每次检查00非零分支.零页操作仅10加20存10加20存回,每次检查00非零分支.零页操作仅10加20存10加20存回,每次检查00非零分支.零页操作仅10加20存10加20存回,每次检查00}00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回,每次检查存回 , 每次检查00非零分支。零页操作仅 非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回,每次检查存回 , 每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅 10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查00非零分支。零页操作仅非零分支。零页操作仅10加加20存存10加加20存回，每次检查存回，每次检查0010 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存回, 每次检查 } 00 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存回, 每次检查 } 00 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存回, 每次检查 } 00 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存回, 每次检查 } 00 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存回, 每次检查 } 00 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存回, 每次检查 } 00 \text{非零分支. 零页操作仅 } 10 \text{加} 20 \text{存} 10 \text{加} 20 \text{存回, 每次检查 } 00$$00$\text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $110$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $110$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$\text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，} $00$\text{非零分支。零页操作仅} $110$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$\text{存回，每次检查} $00$\text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$\text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$\text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $000$\text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ $00$\text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$\text{存回 , 每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回 , 每次检查} $00$\text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回 , 每次检查} $000$\text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $110$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $110$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$\text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $1$ $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $20$ \text{存回，每次检查} $00$ \text{非零分支。零页操作仅} $10$ \text{加} $20$ \text{存} $10$ \text{加} $2000\text{非零分支.零页操作仅} 10 \text{加} 20\text{存} 10 \text{加} 20\text{存回,每次检查} 00\text{非零分支.零页操作仅} 10 \text{加} 20\text{存} 10 \text{加} 20\text{存回,每次检查} 00\text{非零分支.零页操作仅} 10 \text{加} 20\text{存} 10 \text{加} 20\text{存回,每次检查} 00\text{非零分支.零页操作仅} 10 \text{加} 20\text{存} 10 \text{加} 20\text{存回,每次检查} 00\text{非零分支.零页操作仅} 10 \text{加} 20\text{存} 10 \text{加} 20\text{存回,每次检查} 00\text{非零分支.零页操作仅} 10 \text{加} 20\text{存} 10 \text{加} 20\text{存回,每次检查}0×00非零分支。零页操作仅 10+20 存回 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 10+20 存回 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 10+20 存回 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 10+20 存回 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 10+20 存回 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 10+20 存回 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 2–10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 2–10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 2–4 周期，总周期约 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 2–4 周期，总周期约 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 2–4 周期，总周期约 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 2–4 周期，总周期约 10+20 存回，每次检查 00 非零分支。零页操作仅 2–4 周期，总周期约 10+200 \times 00 \text{非零分支。零页操作仅 } 10 + 20 \text{ 存回 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 10 + 20 \text{ 存回 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 10 + 20 \text{ 存回 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 10 + 20 \text{ 存回 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 10 + 20 \text{ 存回 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 10 + 20 \text{ 存回 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 2\text{--}10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 2\text{--}10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 2\text{--}4 \text{ 周期，总周期约 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 2\text{--}4 \text{ 周期，总周期约 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 2\text{--}4 \text{ 周期，总周期约 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 2\text{--}4 \text{ 周期，总周期约 } 10 + 20 \text{ 存回，每次检查 } 00 \text{ 非零分支。零页操作仅 } 2\text{--}4 \text{ 周期，总周期约 } 10 + 20[ \text{存回, 每次检查 0000 非零分支. 零页操作仅 22—44 周期, 总周期约 10+2010 + 20 回, 每次检查 0000 非零分支. 零页操作仅 22—44 周期, 总周期约 10+2010 + 20 存回, 每次检查 0000 非零分支. 零页操作仅 22—44 周期, 总周期约 10+2010 + 20} ]10 + 20$存回，每次检查$00$非零分支。零页操作仅 $2$--$4$ 周期，总周期约 $10 + 20$ 存回，每次检查 $00$ 非零分支。零页操作仅 $2$--$4$ 周期，总周期约 $256 \times 12 = 3072$ 非零分支。$2$--$4$ \text{周期，总周期约} $256 \times 12 = 3072$非零分支。零页操作仅$22\text{—}4 \text{ 周期, 总周期约 }256 \times 12 = 3072\text{ 非零分支. 零页操作仅 }2\text{—}4 \text{ 周期, 总周期约 }256 \times 12 = 3072$$$$ \text{—4 周期, 总周期约 } 256 \times 12 = 3072 $$

代码更短，速度更快。Z80 指令强大但周期冗长，6502 简洁高效，完美适配 ROM 受限系统。

\section{中断与 I/O 处理}

Z80 的中断系统灵活，支持 IM0(8080 兼容)、IM1(向量) 和 IM2(重映射向量) 模式，外加 NMI(非屏蔽)。I/O 通过专用 IN/OUT 指令，使用 8 位或 16 位端口寻址，与内存分离。6502 的中断简化为 IRQ、BRK 和 NMI，通过固定向量(\text{FFFE/FFFF})。I/O 完全内存映射，利用 \text{FFFE/FFFF}。FFFE/FFFF((FFFE/FFFF)。I/O完全内存映射，利用) 。I/O 完全内存映射，利用 FFFE/FFFFFFFE/FFFFFFFE/FFFF. FFFE/FFFFFFFE/FFFF (FFFE/FFFFFFFE/FFFF\text{I/O 完全内存映射, 利用}FFFE/FFFFFFFE/FFFF). FFFE/FFFFFFFE/FFFF (FFFE/FFFFFFFE/FFFF\text{I/O 完全内存映射, 利用}FFFE/FFFFFFFE/FFFF\text{统一地址空间. Z80 适合多}FFFE/FFFFFFFE/FFFFI/O完全内存映射，利用FFFE/FFFF 完全内存映射，利用 FFFE/FFFF统一地址空间. Z80 适合多FFFE/FFFFFFFE/FFFFI/O完全内存映射，利用FFFE/FFFF 完全内存映射，利用 FFFE/FFFF统一地址空间. Z80 适合多FFFE/FFFFFFFE/FFFFI/O完全内存映射，利用FFFE/FFFF 完全内存映射，利用 FFFE/FFFF统一地址空间. Z80 适合多FFFE/FFFFFFFE/FFFFI/O完全内存映射，利用FFFE/FFFF 完全内存映射，利用 FFFE/FFFF统一地址空间. Z80 适合多FFFE/FFFFFFFE/FFFFI/O完全内存映射，利用FFFE/FFFF 完全内存映射，利用 FFFE/FFFF.FFFE/FFFFFFFE/FFFFI/O完全内存映射，利用完全内存映射，利用FFFE/FFFF。FFFE/FFFF。FFFE/FFFF.FFFE/FFFFFFFE/FFFFI/O完全内存映射，利用FFFE/FFFF 完全内存映射，利用 FFFE/FFFFFFFE/FFFF I/O完全内存映射，利用完全内存映射，利用FFFE/FFFF)FFFE/FFFF)FFFE/FFFF利用 FFFE/FFFFFFFE/FFFFF I/OI/O\text{完全内存映射, 利用}FFFE/FFFFFFFE/FFFFFFFE/FFFF利用利用FFFE/FFFF I/O完全内存映射，利用完全内存映射，利用FFFE/FFFF。。FFFE/FFFF利用利用FFFE/FFFF I/O完全内存映射，利用完全内存映射，利用FFFE/FFFFFFFE/FFFFFFFE/FFFF 利用 FFFE/FFFFFFFE/FFFF I/OI/O\text{完全内存映射,利用}FFFE/FFFFFFFE/FFFFFFFE/FFFF利用利用FFFE/FFFF I/O完全内存映射，利用完全内存映射，利用FFFE/FFFF。。FFFE/FFFF利用利用FFFE/FFFF I/O完全内存映射，利用FFFE/FFFF \text{完全内存映射，利用}FFFE/FFFF 利用 FFFE/FFFFFFFE/FFFF I/OI/O \text{完全内存映射, 利用} FFFE/FFFFFFFE/FFFF\text{统一地址空间. Z80 适合多设备系统, 6502 则无缝集成外围硬件. }FFFE/FFFFFFFE/FFFF \text{统一地址空间. Z80 适合多设备系统, 6502 则无缝集成外围硬件.} $

\secFFFE/FFFFFFFE/FFFFFFFE/FFFF 统一地址空间。Z80 适合多设备系统，6502 则无缝集成外围硬件。

\section{性能与功耗分析}

基准测试显示 Z80 在 Dhrystone 上约 0.5 MIPS，6502 约 0.3 MIPS，但按时钟标准化，6502 每周期 MIPS 更高，尤其排序算法中零页优化闪耀。时钟效率上，6502 在游戏中胜出，如 ZX Spectrum (Z80@3.5 MHz) 帧率低于 Apple II (6502@1 MHz) 的同类游戏。功耗低是 6502 王牌，便携设备首选。

\section{应用案例与遗产}

Z80 驱动 Sinclair ZX 系列、Amstrad CPC、MSX 和 CP/M PC，奠定商业计算基础；6502 赋能 Apple I/II、BBC Micro、NES 和 Commodore 64，定义娱乐时代。现代 Z80 存活于工业控制，6502 启发 RISC 并通过 RC2014 等 FPGA 项目复兴。社区工具丰富，Z80 用 z80asm，6502 用 ca65，模拟器如 Fuse 和 MAME 让复刻触手可及。

\section{优缺点总结与选择指南}

Z80 优势在于寄存器丰富、指令全面、易移植 8080 代码，缺点是复杂和周期多；6502 胜在简单高效、低成本、代码紧凑，短板是寄存器匮乏和扩展难。新项目宜选 Z80 以求兼容，复古游戏或效率优先则推 6502。总体，6502 更优雅，Z80 更全面，二者互补。

\section{结论}

Z80 和 6502 的差异源于丰富 vs. 简约的哲学，前者全面，后者高效。未来 FPGA 复现和 SoC 借鉴将延续其活力。读者不妨试用模拟器或 DIY 项目，亲身体验这些传奇。参考 Zilog Z80 手册、Western Design Center 65C02 数据书，以及《Z80 Assembly Language》等书籍。

\section{附录}

术语 glossary：AF 为 Z80 标志/累加器对，零页指 6502 的 0000—FFFF 快速内存。进一步阅读包括维基百科和相关资源。00−−--FF指6502的指 6502 的 00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存.进一步阅读包括维基百科和相关资源.快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存.进一步阅读包括维基百科和相关资源.快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.00−−--FF0000—FFFF 快速内存。进一步阅读包括维基百科和相关资源。00−−--FF0000—FFFF 快速内存。进一步阅读包括维基百科和相关资源。0000—FFFF 快速内存。进一步阅读包括维基百科和相关资源。0000—FFFF 快速内存。进一步阅读包括维基百科和相关资源。0000—FFFF 快速内存。进一步阅读包括维基百科和相关资源。00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF快速内存.进一步阅读包括维基百科和相关资源.快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和相关资源.}00−−--FF零页指6502的零页指 6502 的 00−−--FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo.}—FFFF快速内存 . 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo,0000—FFFF00−−--FF快速内存.进一步阅读包括维基百科和YouTubedemo,基准代码可置GitHub.快速内存. 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo, 基准代码可置 GitHub.FF快速内存. 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo, 基准代码可置 GitHub.\text{快速内存. 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo, 基准代码可置 GitHub.}00 - FFFF快速内存 00−00 - FF进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo, 基准代码可置 GitHub.\text{进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo, 基准代码可置 GitHub.}00 - FFFF\text{快速内存 . 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo, 基准代码可置 GitHub.}00−00 - FF00−FF00 - FF\text{快速内存 . 进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo, 基准代码可置 GitHub}00−FF00-FF .$FF 快速内存。进一步阅读包括维基百科和 YouTube demo，基准代码可置 GitHub。