Intel 8086/8088 (КМ1810ВМ86/КМ1810ВМ88)

Головна → Історія комп'ютерної техніки/Процесори → Intel 8086/8088 (КМ1810ВМ86/КМ1810ВМ88)

Загальний опис (принцип дії) Мишко Єгор, 33

Intel 8086 – один із перших на ринку 16-розрядних процесорів. Процесор мав 16-бітні внутрішні регістри та шину даних, 20-бітну шину адрес, міг адресувати до 1 МБ пам’яті з одночасним доступом до чотирьох сегментів по 64 КБ (код, стек, два сегменти даних). Процесор містив 28 тис. транзисторів, працював на частоті 5 МГц, були також версії процесора з частотами 8 та 10 МГц. Особливість процесора – черга команд на 6 байт. Система команд процесора включає близько 100 команд і розвинений набір способів адресації операндів. Процесор 8088 відрізнявся лише 8-розрядною зовнішньою шиною даних, що краще узгоджувалося з наявним на той час периферійним обладнанням.

Процесор i8086 являє собою модернізований процесор i8080 і, хоча, розробники не ставили перед собою мету досягти повної сумісності на програмному рівні, більшість програм написаних для i8080 здатні виконуватися і на i8086 після перекомпіляції. Новий процесор несе у собі безліч змін, які дозволили значно (в 10 разів) збільшити продуктивність у порівнянні з попереднім поколінням процесорів компанії.

Історична довідка

Intel 8086 розроблявся з весни 1976 року і був випущений 8 червня 1978. Процесор мав набір команд, який застосовується і в сучасних процесорах, саме від нього бере свій початок відома на сьогодні архітектура x86.

У 1972 році Інтел випустила 8008, перший 8-бітний мікропроцесор. Він використовував набір інструкцій, розроблений корпорацією Datapoint для програмованих комп'ютерних терміналів, придатний і для універсальних процесорів. Цей процесор вимагав декількох додаткових мікросхем для використання в повноцінному комп'ютері, тому що використовував маленький 18-піновий корпус від мікросхем DRAM, вироблених Інтел, і відповідно не міг мати окрему шину адрес.

Двома роками пізніше, в 1974, був запущений 8080, у новому, 40-піновому DIP-корпусі, спочатку розробленому для мікросхем калькуляторів. Він мав окрему шину адрес і розширений набір інструкцій, кодово- (не бінарно-) сумісний з 8008, доповнений для зручності програмування декількома 16-бітними інструкціями. Процесор i8080 часто називають першим по-справжньому зручним і корисним мікропроцесором[Джерело?]. У 1977 році він був замінений на i8085, з однією напругою живлення (+5 В) замість трьох різних на попереднику і декількома іншими удосконаленнями. Найвідомішими суперниками були 8-бітні Motorola 6800 (1974), Microchip PIC16X (1975), MOS Technology 6502 (1975), Zilog Z80 (1976), і Motorola 6809 (1978).

Проект 8086 був розпочатий в травні 1976 року, і спочатку задумувався як тимчасова заміна для амбітного проекту iAPX 432, розвиток якого загальмувався. Це була спроба, з одного боку, протистояти 16-ти і 32-бітовим процесорам інших виробників (таких як Motorola, Zilog і National Semiconductor), а з іншого — боротьби із загрозою від Zilog Z80 (розробленого командою під керівництвом Фредеріко Фаджін, котрий пішов з Інтел), що став дуже успішним. Перша версія архітектури 8086 (система команд, переривання, робота з пам'яттю і вводом/виводом) була розроблена з середини травня до середини серпня Стівеном Морзе. Потім команда розробників була збільшена до чотирьох чоловік, які представили два основних проектних документи — 8086 Architectural Specifications і 8086 Device Specifications. При розробці не використовувалося спеціалізованих CAD-програм, а діаграми були виконані з текстових символів. Використовувалися вже випробувані елементи мікроархітектури і фізичної реалізації, в основному від i8085.

Технічні характеристики

• Дата анонсу: 8 червня 1978
• Тактова частота (МГц): від 4 до 10
• 5 (модель 8086), при частоті 4,77 продуктивність — 0,33 MIPS
• 8 (модель 8086-2, 0,66 MIPS)
• 10 (модель 8086-1, 0,75 MIPS)
• Приблизні витрати часу на операції, процесорних циклів (EA — час, необхідний для розрахунку ефективного адреси пам'яті, яке варіюється від 5 до 12 циклів):
• Розрядність регістрів: 16 біт
• Розрядність шини даних: 16 біт
• Розрядність шини адреси: 20 біт
• Обсяг пам'яті, що адресується: 1 Мбайт
• Адресний простір I / O: 64 Кбайт
• Кількість транзисторів: 29 000
• Техпроцес (нм): 3000 (3 мкм)
• Площа кристала (кв. мм): ~ 30 (за іншими даними, 16 мм ²)
• Максимальна тепловиділення: 1,75 Вт
• Напруга живлення: +5 В
• Роз'єм: немає (мікросхема припаюється до плати)
• Корпус: 40-контактний керамічний чи пластиковий DIP, пізніше — 56-контактний QFP і 44-контактний PLCC
• Підтримувані технології: 98 інструкцій
• Обсяг черги команд: 6 байт

Сфера застосування

У персональних комп'ютерах процесор i8086 практично не використовувався через дорожнечу спеціалізованих мікросхем, які були потрібні для роботи процесора. Це зрозуміли і в Intel, в 1979 році вона випускає процесор i8088, у якого шина даних була 8-бітовою.

Через брак (ще не були розроблені) допоміжних 16-бітових мікросхем, і можливості використання великого парку 8-бітових, а також для здешевлення і зменшення розмірів плат, було вирішено випустити 8-бітовий варіант процесора (i8088). У 70-і роки мікросхеми динамічної оперативної пам'яті мали 1-бітову організацію і для 8 бітової системи було потрібно 8, а для 16-бітової — 16 мікросхем пам'яті. Тому випуск 8 розрядної версії здешевлював виробництво і зменшував розмір друкованої плати комп'ютера.

Але все ж в деяких мікрокомп'ютерах застосовувався і i8086, одним з таких є Mycron 2000 — перший комерційний мікрокомп'ютер на базі i8086. Машина для обробки текстів IBM Displaywriter, Compaq DeskPro і Wang Professional Computer також використовували i8086. Процесор 8088 відрізнявся лише 8-розрядною зовнішньою шиною даних, що краще узгоджувалося з наявним на той час периферійним обладнанням.

Київське підприємство "Квазар" до цього часу випускає аналогічні процесори КМ1810ВМ86/КМ1810ВМ88.

Фото, відео-матеріали

Список використаних джерел

• Intel 8086
• История процессоров Intel. 8086/8088
• Микропроцессоры мп 8086/8088 фирмы
• Барри Б. Микропроцессоры Intel: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium 4. Архитектура, программирование и интерфейсы/ Б. Барри: БХВ-Петербург, 2005. - 1175 с.
• Савватеев А. Описание микропроцессоров Intel 8086 и 8088/ А. Савватеев, 2003. - 65 с.
• Мартин Д. Язык Си - руководство для начинающих/Д. Мартин: "МИР"-Москва, 1988. - 401 с.