Processore Intel 8086 e i suoi Registri

Il Processore Intel 8086

• Il processore Intel 8086 è stato il primo processore per PC (1979).
• Aveva 16 bit per i bus dati e 20 bit per il bus indirizzi, permettendo di indirizzare fino a 1 MB di memoria.
• Era basato sull'architettura CISC (Complex Instruction Set Computing).
• Includeva 70 istruzioni di base.
• Utilizzava un coprocessore matematico 8087 per operazioni in virgola mobile.
• Disponeva di un'unità di prefetch per migliorare le prestazioni.
• L'architettura prevedeva la suddivisione della memoria in segmenti, gestiti tramite registri appositi (CS, DS, SS, ES).

Registri

• I registri generali, come AX, BX, CX e DX, sono utilizzati per vari scopi, inclusi calcoli e indirizzamenti.
• Sono disponibili coppie di registri a 8 bit (es. AH/AL, BH/BL) indirizzabili singolarmente.
• I registri di segmento (CS, DS, SS, ES) sono usati per indirizzare diversi segmenti di memoria.
• I registri puntatori (IP, SI, DI, SP, BP) sono per calcoli con gli indirizzi.

Gestione della Memoria

• Lo spazio di memoria viene suddiviso in segmenti logici di massimo 64 KB.
• La CPU accede a 4 segmenti contemporaneamente.
• Ogni segmento inizia a un indirizzo multiplo di 16.
• I registri di segmento puntano ai segmenti attivi.

Generazione dell'Indirizzo Fisico

• L'indirizzo fisico di una locazione di memoria si ottiene moltiplicando l'indirizzo del segmento per 16 e sommando l'offset.
• Il risultato è un indirizzo a 20 bit, necessario per indirizzare l'intera memoria da 1 MB.
• Il formato è segmento:offset.

Bus Interface Unit (BIU)

• È responsabile del prelievo delle istruzioni e dei dati dalla memoria e del trasferimento al processore.
• Carica le istruzioni successive in una coda di prefetch per migliorare le prestazioni.
• Genera i segnali di controllo per il bus esterno.
• Formato da registri di segmento, program counter, coda di prefetch, sommatore di indirizzi e controllore del bus esterno.

Execution Unit (EU)

• È responsabile dell'esecuzione delle istruzioni.
• Decodifica le istruzioni e le esegue.
• Fornisce dati e indirizzi alla BIU.
• Modifica i registri generali e il registro dei flag.
• Formata da 8 registri generali, ALU (unità aritmetico-logica), unità di controllo, registro di stato e 2 registri temporanei.

Coda di Prefetch

• La coda di prefetch memorizza fino a 6 byte di istruzioni per consentire alla EU di continuare l'esecuzione anche quando BIU accede a memoria.
• Se la coda non è piena, il bus è disponibile e la EU ha la precedenza.
• Gli stati di idle (inutilizzato) sono previste per il bus.

Istruzioni

• Le istruzioni hanno lunghezze diverse.
• Ogni istruzione necessita di un numero predefinito di cicli macchina.
• Manca ortogonalità, rendendo alcune istruzioni indipendenti da determinate categorie di registri.