Intel 80286

<<   Intel 80286   >>
Intel CPU 80286 i PGA- hus for 8 MHz.
Produksjon:	1982 til begynnelsen av 1990-tallet
Produsent: Intel AMD IBM Harris (Intersil) Siemens AG Fujitsu
Prosessor klokke:	4 MHz til 25 MHz
Produksjon :	1,5 um, NMOS
Instruksjonssett :	x86 (16 bit)
Utgangspunkt:	PGA, CLCC og PLCC 68-pin

Den Intel 80286 var en x86 - mikroprosessor med 16-bits selskap Intel , av 01.02.1982 som etterfølger til 8086 kom på markedet. 286 - som 80286 ofte kalles (uttalt åtti-seks) - ble opprinnelig installert i mikrocomputersystemer på kontoret som kjørte under Unix . I 1984 hentet selskapet IBM PC AT ut på 80286-basis som etterfølger til IBM PC XT . 80286 ble spredt nesten utelukkende gjennom AT-datamaskinene og deres kopier.

historie

Intel 80286 dukket opp på markedet i 1982, kort tid etter IBM-PC-en og fire år etter Intel 8086 . Den representerer en fullstendig revisjon av 8086. Den har omtrent 3 til 4 ganger ytelsen sammenlignet med en 8086 med samme klokkefrekvens. De første versjonene ble klokket relativt sakte med 4 MHz, 6 MHz og 8 MHz, senere versjoner tillot klokkefrekvenser opp til 12,5 MHz. AMD og Harris laget senere også 16 MHz, 20 MHz og 25 MHz CPUer. Teknologisk sett bruker han en NMOS-prosess med 1,5 µm strukturbredde for siste gang . Senere prosessorer samt kopier av 80286 av Intersil og Fujitsu byttet til den mer energisparende CMOS-prosessen .

arkitektur

Intel 80286 : Funksjonsblokkdiagram

Grunnleggende forskjeller i arkitektur til 8086:

• ikke mer multiplexed adresse / databuss (8086: data og adressebuss multiplexed)
• Raskere minnetilgang: 2 sykluser (8086: 4 sykluser)
• tilleggsadder for adresseberegning (8086: normal ALU ble brukt til adresseberegning, 4 tilleggspulser for enkle adresseberegninger [BP+SI], 8 pulser for dobbeltadresser [BP+SI+nn])
• Maskinvaremultiplikator, 16-bits multiplikasjon i 21 sykluser (8086: 110–120 sykluser, Z80: 750 sykluser i SV)
• raskere skifter (men ikke en tønnsskifter ennå), 1 syklus per skift (8086: 4 sykluser)
• Tilleggskommandoer: Skift øyeblikkelig, MUL øyeblikkelig, PUSH øyeblikkelig, PUSHA / POPA, ENTER / LEAVE, INS / OUTS, BUND
• Beskyttet modus
• 4 flere adresselinjer
• Kommandoer for 80287 krever ikke FWAITlenger synkronisering ved hjelp av .

Funksjoner

Beskyttet modus

Prosessorkjerne (dør) til Intel 80286 (8 MHz)

Med hensyn til sin instruksjonssett, er det 80286 bakover kompatible med 8086, men det satt inn en ekstra driftsmodus: den beskyttet modus . Driftsmodus, som er nedadgående kompatibel med 8086, fikk navnet Real Mode . Begrepet ekte modus ble så vanlig at det i dag ofte sies at 8086 og broren 8088 ville kjøre i ekte modus, fordi i virkelig modus var 80286 nesten fullstendig programvarekompatibel med 8086 - inkludert begrensningen til 1  MiB- adresserom .

Beskyttet modus tillater derimot opptil 16 MiB å adresseres via 24-biters adressebuss . Begrensningen til maksimalt 64 KiB-segmenter forble i denne driftsmodusen - alle adresseregistrene var fortsatt bare 16 bits brede. Imidlertid kan et segment tilordnes nesten hvilken som helst adresse i 24-biters adresserom. Dette var den eneste måten å åpne opp hele adresseplassen for programkode. På grunn av minnestyringsalternativet i den beskyttede modusen, er et virtuelt minne på nesten 1 GiB (16383 segmenter på maks. 64 KiB) tilgjengelig.

Beskyttet modus støtter multitasking , minnebeskyttelse og andre utvidelser som ikke er tilgjengelige i ekte modus. Selv om beskyttet modus var vanskeligere å programmere enn ekte modus, ga den en rekke fordeler og nye muligheter. Utviklerne hos Intel mente at gamle programmer som fulgte visse regler, ville kjøre uendret i den nye modusen. I praksis ble det imidlertid funnet at på grunn av mange problemer med PC-arkitekturen og MS-DOS- operativsystemet, nesten ingen real-mode-programmer kunne kjøre i beskyttet modus. Bill Gates refererte også til 80286 som en hjerneløs brikke fordi CPU-en i et Windows- miljø ikke kunne behandle flere MS-DOS-programmer samtidig. Dette ble bare gjort mulig i etterfølgeren 80386 , som fikk sin egen driftsmodus, Virtual 8086 Mode .

CPUen kunne relativt enkelt byttes til beskyttet modus - veien tilbake var bare mulig via en tilbakestilling eller ved å bruke en udokumentert kommando (LOADALL 0x0F05 - last alle prosessorregister fra minnet). Det har vært mye spekulasjoner i hvorfor Intel ikke ga en enklere måte å gå tilbake fra beskyttet modus til ekte modus - de vanligste årsakene er:

• Intel anså beskyttet modus for å være så overlegen at ingen ønsker å bytte tilbake til ekte modus.
• En tilsvarende ordre ble gitt, men den fungerte ikke som den skal og ble midlertidig stengt før den ble lansert.
• En designfeil i mikroarkitekturen til 80286 tillot ikke en problemfri nedskifting uten dype endringer i den.
• Implementeringen av kommandoen ble rett og slett glemt.

• 

  Intel 80286 med 10 MHz (PLCC-hus)

• 

  Siemens SAB 80286 (PLCC-hus)

• 

  IBM 80286 for 8 MHz (PGA-hus)

Minneutvidelse

I 1987, med Windows 2.1 , implementerte Microsoft- selskapet for første gang en såkalt minneutvidelse , som tok den beskyttede modusen til 80286 som et hjelpemiddel. Med slike minneforlengere kan minne over 1 MB-grensen og høyt minne , det såkalte utvidede minnet , brukes fra DOS .

I 1988 ble denne tilgangen standardisert. Standarden ble kalt XMS . Minneforlengerne ble kalt XMS-utvidere. Den mest kjente blant dem var HIMEM.SYS- utvideren, som ble levert med DOS 5.0 fra og med 1990 .

DOS-utvidere og Windows

Fra og med 1990 så DOS-utvidere også ut til å forbedre bruken av den beskyttede modusen til 80286 og 80386- prosessorer.

Inntil Windows 3.0 i reell modus av PC / XT ( 8086 / 88 støtter) for Windows 3.1 standardmodus (d. E. 16-bits beskyttet modus) av AT (80286). Windows 3.11 og Windows 95 kjørte imidlertid bare i utvidet modus (dvs. 32-biters beskyttet modus), som krever en 80386- prosessor eller høyere.

Tekniske spesifikasjoner

• Maks. Adresserbart minne: 16  MiB
• Behandlingsbredde: 16 bits
• Databuss: 16 bit
• Adressebuss: 24 bit
• L1-hurtigbuffer: eksisterer ikke
• L2-cache: ikke-eksisterende
• Design: PGA , PLCC eller LCC med 68 pinner
• Driftsspenning ( VCore ): 5 V.
• Utgivelsesdato: 1982
• Produksjonsteknologi: 1,5 µm
• Formstørrelse : 47 mm² med 134 000 transistorer
• maks. klokkefrekvenser:
  • 04 MHz: bare tilgjengelig i kort tid, ekstern klokke: 8 MHz
  • 06/8/10/12/16 MHz
  • 20 MHz: bare Harris / Intersil CS80C286-20 og AMD N80C286-20
  • 25 MHz: bare Harris / Intersil CS80C286-25

Perifere moduler

• Intel 82284 : Klokke
• Intel 82288 : busskontroller
• Intel 82289 : Bus Arbiter

Se også

• Am286 , kopi av AMD , produsert fra 1986.
• U80601 , DDR- replika fra Microelectronics Combine Erfurt , produsert fra 1989.

litteratur

• C. Vieillefond: Programmering av 80286 . SYBEX Verlag, 1987, ISBN 3-88745-668-8 . 

weblenker

• Intel 80286 - Informasjon og bilder av de forskjellige versjonene på cpu-collection.de (engelsk)
• I anledning 20 år med PC-programmering: Hvordan får jeg hovedminne?

Individuelle bevis

1. ↑ Historien om × 86-prosessorer - Intel 286
2. ↑ Intel Inc.: http://www.bitsavers.org/c80286 og 80287 -Programmer referansehåndbok f. Intel Literature Sales, Santa Clara, CA (USA), åpnet 14. mars 2021 . 
3. ↑ blogs.msdn.com