Intel 8086
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Intel 8086 — первый 16-битный процессор компании Intel, выпущенный 8 июня 1978 года. Процессор имел набор команд, который применяется и в современных процессорах, именно от этого процессора берёт своё начало известная на сегодня архитектура x86.
Конкурентами микропроцессора i8086 являются такие разработки, как NEC V30, который был на 5 % производительнее i8086, но при этом был полностью с ним совместим. Отечественным аналогом является микропроцессор К1810ВМ86, входивший в серию микросхем К1810.
Содержание |
[править] Описание
Рынок 8-разрядных микропроцессоров в конце 1970-х был переполнен, и Intel оставляет попытки на нём закрепиться и выпускает первый 16-битный процессор. Процессор i8086 представляет собой модернизированный процессор i8080 и, хотя, разработчики не ставили перед собой цель достичь полной совместимости на программном уровне, большинство программ написанных для i8080 способны выполняться и на i8086. Новый процессор несёт в себе множество изменений, которые позволили значительно (в 10 раз) увеличить производительность по сравнению с предыдущим поколением процессоров.
[править] Регистры
Всего в процессоре i8086 было 14 16-разрядных регистров: 4 регистра общего назначения (AX, BX, CX, DX), 2 индексных регистра (SI, DI), 2 указательных (BP, SP), 4 сегментных регистра (CS, SS, DS, ES), программный счётчик или указатель команды (IP) и регистр флагов (FLAGS, включает в себя 9 флагов). При этом регистры данных (AX, BX, CX, DX) допускали адресацию не только целых регистров, но и их младшей половины (регистры AL, BL, CL, DL) и старшей половины (регистры AH, BH, CH, DH), что позволяло использовать не только новое 16-разрядное ПО, но сохраняло совместимость и со старыми программами (правда, их необходимо было, по крайней мере, перекомпилировать)...
[править] Шины
Размер шины адреса был увеличен с 16 бит до 20 бит, что позволило адресовать 1 Мбайт (220 байт) памяти. Шина данных была 16-разрядной. Однако в микропроцессоре шина данных и шина адреса использовали одни и те же контакты на корпусе. Это привело к тому, что нельзя одновременно подавать на системную шину адреса и данные. Мультиплексирование адресов и данных во времени сокращает число контактов корпуса до 40, но и замедляет скорость передачи данных.
[править] Работа с памятью
Для того чтобы адресовать больший, чем i8080, объём память потребовалось изменить способ адресации памяти. Ведь если использовать старые методы, когда адрес к ячейке памяти содержался в указательных регистрах, то пришлось бы увеличивать размер этих самых регистров, чтобы иметь возможность обращаться к большему объёму памяти. Поэтому для адресации 1 Мбайт памяти применили следующую схему. На шину адреса подавался физический адрес размером 20 бит, который формировался путём сложения содержимого одного из сегментных регистров (16 бит), умноженным на 16, с содержимым указательного регистра таким образом, получая номер сегмента, с эффективным адресом, содержащимся в указательном регистре (16 бит) и называемый, также, смещением. Если результат сложения оказывался больше чем 220 —1, то 21 бит отбрасывался; такая процедура называется «заворачиванием» адреса (address wraparound). Этот метод назвали реальным режимом адресации процессора, такой режим позволяет адресовать до 1 Мбайт памяти.
Таким образом, память разделяется на сегменты, размером 64 Кбайт каждый, и начинающиеся с адреса, кратного 16 (граница параграфа), память в 1 Мбайт разделялась на 16 сегментов. Эти 16 сегментов называют страницами памяти. В компьютере, подобном IBM PC, последние 6 страниц (A, B, C, D, E, F) памяти (верхняя память — upper memory) использовались для видеопамяти и BIOS`а, это ограничивало память доступную пользователю объёмом в 640 Кбайт (обычная память — conventional memory, страницы 0~9).
Такой режим адресации обеспечивает множество преимуществ: ёмкость памяти может составлять 1 Мбайт, хотя команды оперируют 16-битными адресами; упрощается использование отдельных областей памяти для программы, её данных и стека; упрощается разработка устройств, совместимых друг с другом.
[править] Система команд
Система команд процессора i8086 состоит из 98 команд (и более 3800 их вариаций): 19 команд передачи данных, 38 команд их обработки, 24 команд перехода и 17 команд управления процессором. Микропроцессор не содержал команды для работы с числами с плавающей запятой. Данная возможность реализовывалась отдельной микросхемой, называемой математический сопроцессор, который устанавливался на материнской плате. Сопроцессор, вовсе не обязательно должен был произвёден Intel (модель i8087), к примеру, некоторые производители микросхем, такие, как Weitek, выпускали более производительные сопроцессоры, чем Intel.
В микропроцессоре i8086 была использована примитивная форма конвейерной обработки. Блок интерфейса с шиной подавал поток команд к исполнительному устройству через 6-байтовую очередь команд. Таким образом, выборка и выполнение новых команд могли происходить одновременно. Это значительно увеличивало пропускную способность процессора и лишало необходимости считывать команды из медленной памяти.
[править] Микрокомпьютеры на основе i8086
В персональных компьютерах процессор i8086 практически не использовался из-за дороговизны специализированных микросхем, которые были необходимы для работы процессора. Это поняли и в Intel, в 1979 году она выпускает процессор i8088, у которого шина данных была 8-битной.
Но всё же в некоторых микрокомпьютерах применялся и i8086, одним из таких является Mycron 2000 — первый коммерческий микрокомпьютер на базе i8086. Машина для обработки текстов IBM Displaywriter, Compaq DeskPro и Wang Professional Computer также использовали i8086.
[править] Технические характеристики
- Дата анонса: 8 июня 1978 года
- Тактовая частота (МГц): 5 (модель 8086), 8 (модель 8086-2), 10 (модель 8086-1)
- Разрядность регистров: 16 бит
- Разрядность шины данных: 16 бит
- Разрядность шины адреса: 20 бит
- Объём адресуемой памяти: 1 Мбайт
- Количество транзисторов: 29 000
- Техпроцесс (нм): 3000 (3 мкм)
- Площадь кристалла (кв. мм): ~30
- Максимальное тепловыделение: 1,75 Вт
- Напряжение питания: +5 В
- Разъём: микросхема припаивалась к плате
- Корпус: 40-контактный керамический DIP
- Поддерживаемые технологии: 98 инструкций
[править] Ссылки
- Описание и фотографии процессора Intel 8086
- Краткое описание микропроцессора Intel 8086
- Как разрабатывались первые микросхемы Intel
Процессоры Intel |
4004 | 4040 | 8008 | 8080 | 8085 | 8086 | 8088 | iAPX 432 | 80186 | 80188 | 80286 | 80386 | 80486 | i860 | i960 | Pentium | Pentium Pro | Pentium II | Celeron | Pentium III | Pentium 4 | Pentium M | Pentium D | Pentium Extreme Edition | Xeon | Core | Core 2 Duo | Merom | Itanium | Itanium 2 Список микропроцессоров Intel | Разъёмы процессоров Intel | Типы корпусов процессоров Intel |