8086/8088 Hardware Specifications⚓︎

Pin-Outs and Pin Functions⚓︎

下面展示了 8086 & 8088 的引脚图(pin-out)：

两者均封装在 40 个引脚的双列直插式封装(dual in-line packages, DIPs) 中

8086 是一款具有 16 位数据总线的 16 位微处理器，而 8088 只有 8 位数据总线。

• 8086 的引脚连接为 AD0–AD15
• 8088 的引脚连接为 AD0–AD7

数据总线宽度是唯一的主要区别。因此，8086 更有效地传输 16 位数据。

8086 的工作模式有：

• 小模式(minimum mode)：

  • 最简单且成本最低的模式
  • 内存与 I/O 操作的所有控制信号都由处理器生成

  • 主要组件：

    
    • 8282 锁存器
    • 8286 三状态缓冲区
    • 74138 解码器

• 大模式(maximum mode)：

  • 允许系统使用外部协处理器，例如 8087（浮点协处理器）
  • 一些控制信号必须由外部生成（需要外部总线控制器 8288）

  • 主要组件：

    
    • 8282 锁存器
    • 8286 三状态缓冲区
    • 8288 总线控制器

在这两种模式下的 8086 引脚排布：

• \(\text{VCC}\)（+5V 电源）
• \(\text{GND}\)（接地）：有 2 个（右图左上和左下角）

• \(\text{MN}\) / \(\overline{\text{MX}}\)（最小 / 最大）：表示处理器将运行的模式

  • 高电平表示小模式，低电平表示大模式
  • 观察右图，小模式会输出红色标注的信号（控制信号），而这些信号的左边则是大模式会输出的信号（请求或状态信号）

• 引脚连接 \(\text{AD}_{15} - \text{AD}_0\) 表示 8086 地址 / 数据总线线路是时间复用(time multiplexd) 的地址和数据总线线路：

  • \(\text{ALE} = 1\)：地址信号，有 16 位内存地址或 I/O 端口号两种情况
  • \(\text{ALE} = 0\)：数据信号

• 小模式引脚 \(\text{ALE}\) 表示地址锁存使能(address latch enable)，用于确定地址 / 数据总线是否包含地址（前面刚提过）

  • \(\text{ALE}\) 信号在保持确认期间不会浮动

• 小模式引脚 \(\text{IO}/\overline{\text{M}}\) （8088）或 \(\text{M}/\overline{\text{IO}}\)（8086）确定地址信号表示内存还是 I/O

  • 保持确认期间处于高阻抗 (high-impedance) 状态

• \(\text{BHE}\)：（8086）总线高使能(bus high enable) 引脚用于在读或写操作期间启用最高有效数据总线位（\(\text{D}_{15}–\text{D}_8\)）

• 引脚连接 \(\overline{\text{RD}}\) 表示读信号

  • 逻辑 0 时，数据总线能够接收来自内存或 I/O 设备的数据
  • 引脚在保持确认期间处于高阻抗状态

• 小模式引脚 \(\overline{\text{WR}}\) 表示写信号

  • 逻辑 0 时，数据总线包含用于内存或 I/O 的有效数据
  • 引脚在保持确认期间处于高阻抗状态

• 引脚连接 \(\text{INTR}\) 表示中断请求(interrupt request)，用于请求硬件中断

  • 如果当 IF = 1 时 \(\text{INTR}\) 保持高电平，8086/8088 在当前指令执行完成后进入中断确认周期

• \(\text{NMI}\) 表示不可屏蔽的中断输入(non-maskable input)，和 \(\text{INTR}\) 类似

  • 但不会检查 IF 标志位
  • 若被激活，使用 2 号中断向量

• 小模式引脚 \(\overline{\text{INTA}}\) 表示中断确认(interrupt acknowledge) 信号，是对 \(\text{INTR}\) 输入引脚的响应

  • 通常用于在响应中断时将中断向量号门控到数据总线上

• 大模式引脚 \(\overline{\text{LOCK}}\) 表示锁输出，用于锁定系统的外围设备

  • 此引脚通过在任何指令前使用 LOCK: 前缀来激活

Memory Banks⚓︎

DRAM 组织：

x86 使用内存库(memory banks) 来支持单字节传输(one byte transfer) 或未对齐的内存访问(unaligned memory access)。一个「库(bank)」指代的是一个 8 位宽的内存，比如：

• 8088 有 8 位的数据总线，且内存地址空间实现为单个 1MB 的内存库
• 8086 有 16 位的数据总线，且内存地址空间实现为两个独立的 512 KB 内存库

8086 内存库的选择：

• 库高使能(bank high enable)（\(\overline{\text{BHE}}\)）和库低使能(bank low enable)（\(\overline{\text{BLE}}/\text{A}_0\)）用作库选择信号：

  • \(\overline{\text{BHE}} = 0\) 启用高位 / 奇数位的内存库
  • \(\overline{\text{BLE}}/\text{A}_0 = 0\) 启用低位 / 偶数位的内存库

• 地址位 \(\text{A}_1-\text{A}_{19}\) 选择位置

偶地址字节传输奇地址字节传输

未对齐的内存访问需要两个总线周期：

• 第一个周期：使用 \(\text{D}_8-\text{D}_{15}\) 进行数据传输
• 第二个周期：使用 \(\text{D}_0-\text{D}_7\) 进行数据传输

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