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3. Organização do microprocessador 8086
3.1 A família Intel 86 (ou 80X86)
Processador Co-proc. Ano de introdução
No. de bits
No. de transistores
Velocidade (MHz) 4004 - 1971 4 2.205 - 8008 - 1972 8 3.300 - 8080 - 1974 8 4.500 - 8085 - 1978 8 6.200 - 8086 8087 1978 16 29.000 4,77 a 10 8088 8087 1979 8 (16) 29.000 4,77 a 10 186 8087 1982 16 100.000 8 a 16 188 8087 1982 8 (16) 100.000 8 a 16 286 287 1982 16 134.000 8 a 12, 386 (368 DX) 387 1985 32 375.000 16 a 40 386 SX 387 SX 1988 16 (32) 375.000 16, 20 486 (486 DX) - 1989 32 1.200.000 25, 33, 50 486 SX 487 SX 1991 32 1.200.000 20, 25 486 DX2 - 1992 32? 66 486 DX4 - 1993 32? 99 Pentium - 1993 32/64 3.100.000 60, 66, 90 Pentium Celeron
Pentium Pro - Pentium 2 - Pesquise e ... Pentium 3 - Complete! 1 GHz? Pentium 4
- O primeiro IBM PC foi construído com o 8088 (versão de 8 bits do 8086).
- Todo software produzido para a família 80x86 mantem compatibilidade com os futuros microprocessadores.
3.2 Arquitetura do microprocessador 8086
(referir ao livro-texto, figura 1.6, página 8)
Configuração interna do 8086
- barramento de endereços é comum com o de dados: 20 bits
- endereços: 20 bits, 2^20 = 1.048.576 combinações = 1 MByte (1 MB)
- dados: utiliza somente 16 bits do barramento comum
- barramento de controle: 16 bits independentes do barramento comum
3.2.1 Registradores de dados:
AX, BX, CX e DX
- são todos registradores de 16 bits
- utilizados nas operações aritméticas e lógicas
- podem ser usados como registradores de 16 ou 8 bits
AH e AL 8 registradores de 8 bits cada BH e BL CH e CL "H" -> byte alto ou superior DH e DL "L" -> byte baixo ou inferior
AX (acumulador) -> utilizado como acumulador em operações aritméticas e lógicas; em instruções de E/S, ajuste decimal, conversão, etc
BX (base) -> usado como registrador de BASE para referenciar posições de memória; BX armazena o endereço BASE de uma tabela ou vetor de dados, a partir do qual outras posições são obtidas adicionando-se um valor de deslocamento ( offset ).
CX (contador) -> utilizado em operações iterativas e repetitivas para contar bits, bytes ou palavras, podendo ser incrementado ou decrementado; CL funciona como um contador de 8 bits.
DX (dados) -> utilizado em operações de multiplicação para armazenar parte de um produto de 32 bits, ou em operações de divisão, para armazenar o resto; utilizado em operações de E/S para especificar o endereço de uma porta de E/S.
3.2.2 Registradores de segmento:
CS, DS, SS e ES
- são todos registradores de 16 bits
- o endereçamento no 8086 é diferenciado para:
- código de programa (instruções)
- dados
- pilhas
- segmento: é um bloco de memória de 64 KBytes, endereçável.
- durante a execução de um programa no 8086, há 4 segmentos ativos :
segmento de código: endereçado por CS segmento de dados: " DS segmento de pilha: " SS (stack segment) segmento extra: " ES
3.2.3 Registrador apontador de instrução:
IP ( instruction pointer )
- utilizado em conjunto com CS para localizar a posição, dentro do segmento de código corrente, da próxima instrução a ser executada;
- IP é automaticamente incrementado em função do número de bytes da instrução executada.
3.2.5 Registrador de sinalizadores (FLAGS):
- indica o estado do microprocessador durante a execução de cada instrução;
- conjunto de bits individuais, cada qual indicando alguma propriedade;
- subdividem-se em: FLAGS da estado ( status ) e FLAGS de controle.
- organização: 1 registrador de 16 bits 6 FLAGS de estado 3 FLAGS de controle 7 bits não utilizados (sem função)
OF DF IF TF SF ZF AF PF CF
Para maiores detalhes, veja o Cap. 5.
3.2.6 Os registradores do 8086 (visão geral):
Registradores de dados
AH AL AX BH BL BX CH CL CX DH DL DX
Registradores de segmentos
CS DS SS ES
Registradores índices e apontadores
SI DI SP BP IP
Registrador de sinalizadores
FLAGS
- O registrador IP corresponde ao Contador de Programa - PC
- Todos os registradores são de 16 bits
- AH -> byte alto de AX; AL byte baixo de AX; ambos de 8 bits
Formato de endereço lógico -> segmento:offset
Exemplo de endereçamento
Dado o endereço lógico: 8350:0420h
reconhece-se: segmento no. 8350h deslocamento 0420h
o endereço físico vale:
8350 0 h -> desloca-se 1 casa hexa (4 casas binárias)
- 0420h -> soma-se o deslocamento 83920h -> endereço físico resultante (20 bits)
Graficamente:
8 3 5 0 | 0 8 3 5 0 CS (base) <- endereço lógico 19 4 3 0 15 0
+ 0 4 2 0 0 4 2 0 IP (offset) 15 0 15 0
8 3 9 2 0 <- endereço físico 19 0
para a memória
Tipos de referência à memória Identificador de segmento
Identificador alternativo
Offset
Busca de instrução CS - IP Operação com pilha SS - SP, BP Variável (dado) DS CS, SS, ES * Fonte para instrução com string DS CS, SS, ES SI Destino para instrução com string ES - DI
- O identificador de segmento (base) aponta para uma região da memória;
- O offset aponta para um local dentro deste segmento;
- O offset é aquele que aparece nos programas como o endereço dos dados, rótulos e endereços de instruções;
- O identificador de segmento aparece somente quando um novo segmento precisa ser especificado;
- Segmentação é um esquema muito útil para gerar códigos relocáveis ;
- A maioria das variáveis está localizada no segmento de dados ; podem também estar localizadas em outros segmentos;
- Endereços lógicos diferentes podem representar o mesmo endereço físico;
ex: base 028Ch offset 0003h endereço físico -> 028C3h
base 0287h offset 0053h endereço físico -> 028C3h.
