intel 8086是一個由intel於1978年所設計的16位晶片，是x86架構的鼻祖。不久之後，intel 就推出了 intel 8088 (一個擁有16根外部數據匯流排的微處理器)。它是以8080和8085的設計為基礎，擁有類似的，但是數據匯流排擴充為20位。匯流排接口單元(bus interface unit)透過6位元組預存(prefecth) 的佇列(queue)位指令給執行單元(execution unit)，所以取指令和執行是同步的，8086 cpu有20條，可1mb的存儲空間，每一個可以存放一個位元組（8位）二進制信息。
基本介紹
- 中文名：8086
- 外文名：intel 8086
- 出品時間：1978
- 出品公司：intel
基本介紹,微處理器,結構,引腳,指令集,數據傳送指令,算數運算指令,邏輯運算指令,位運算集,程式流程控制集,
基本介紹
intel 8086擁有四個16位的，也能夠當作八個8位暫存器來存取，以及四個16位索引暫存器（包含了指標）。資料暫存器通常由指令隱含地使用，針對暫存值需要複雜的暫存器配置。它提供64k 8 位元的輸出輸入（或32k 16 位元），以及固定的。大部分的指令只能夠存取一個記憶體位址，所以其中一個必須是一個暫存器。運算結果會儲存在運算元中的一個暫存器。
intel 8086有四個 記憶體區段（segment)，可以從索引暫存器來設定。區可以讓 cpu 利用特殊的方式存取1 mb記憶體。8086 把左移 4 位然後把它加上。大部分的人都認為這是一個很不好的設計，因為這樣的結果是會讓各分段有重疊。儘管這樣對組合語言而言大部分被接受（也甚至有用），可以完全地控制分段，使在編程中使用（如c程式語言） 變得困難。它導致指針的高效率表示變得困難，且有可能產生兩個指向同一個地方的指針擁有不同的地址。更壞的是，這種方式產生要讓到大於 1 mb 的困難。而 8086 的改變讓記憶體擴充較有效率。
8086處理器的介於4.77mhz（在原先的ibm pc頻率）和10 mhz之間。8086 沒有包含浮點指令部分（fpu），但是可以通過外接數學輔助處理器來增強浮點計算能力。intel 8087 是標準版本。
微處理器
8086是intel系列的16位微處理器，晶片上有4萬個電晶體，採用 hmos工藝製造，用單一的 5v電源，為4.77mhz~10mhz。
i8086處理器
i8086處理器8086有16根數據線和20根，它既能處理16位數據，也能處理8位數據。可定址的記憶體空間為1mb。
在取得ibm個人電腦部門敲定的重要銷售契約之後，intel 8088處理器不僅成為了ibm個人電腦的大腦，而且還讓ibm個人電腦成為新款暢銷產品。為此，intel 8088處理器的成功，也將英特爾進入“財富雜誌500大企業排行榜”，將英特爾評為 “70年代最成功的企業”之一。intel 8088電晶體數目約為2.9萬顆。
1978年英特爾公司生產的8086是第一個16位的微處理器。很快zilog公司和摩托羅拉公司也宣布計畫生產z8000和68000。這就是第三代微處理器的起點。
8086微處理器最高主頻速度為8mhz，具有16位數據通道，能力為1mb。同時，英特爾還生產出與之相配合的i8087，這兩種晶片使用相互兼容的，但intel8087指令集中增加了一些專門用於對數、指數和三角函式等數學計算的指令。人們將這些指令集統一稱之為 x86指令集。雖然以後英特爾又陸續生產出第二代、第三代等更先進和更快的新型cpu，但都仍然兼容原來的x86指令，而且英特爾在後續cpu的命名上沿用了原先的x86序列，直到後來因商標註冊問題，才放棄了繼續用阿拉伯數字命名。
1979年，公司又開發出了8088。8086和8088在晶片內部均採用16位數據傳輸，所以都稱為16位微處理器，但8086每周期能傳送或接收16位數據，而8088每周期只能傳輸8位。因為最初的大部分設備和晶片是8位的，而8088的外部8位的、接收能與這些設備相兼容。8088採用40針的，為6.66mhz、7.16mhz或8mhz，微處理器集成了大約29000個電晶體。
8086和8088問世後不久，英特爾公司就開始對他們進行改進。他們將更多功能集成在晶片上，這樣就誕生了80186和80188。這兩款內部均以16位工作，在外部輸入輸出上80186採用16位，而80188和8088一樣是採用8位工作。
1981年，ibm公司將用於其研製的pc機中，從而開創了全新的時代。也正是從8088開始，個人電腦（pc)的概念開始在全世界範圍內發展起來。從8088套用到ibm pc機上開始，個人電腦真正走進了人們的工作和生活之中，它也標誌著一個新時代的開始
結構
匯流排接口單元 (biu bus interface unit)
由下列各部分組成
匯流排接口單元biu
匯流排接口單元biu⑴4個段：
cs(code segment)——16位的代碼；
ds(data segment)——16位的數據段暫存器；
es(extra segment)——16位的擴展段暫存器；
ss(stack segment)——16位的堆疊段暫存器；
⑵16位的指令指針暫存器ip；
⑶20位的地址；
⑷6位元組的。
執行單元
執行部件由下列幾個部分組成：
⑴8個：即ax、bx、cx、dx,bp,sp,si,di ；
其中，4個：ax、bx、cx、dx；
2個地址指針：bp(base pointer),sp(stack pointer)；
2個變址暫存器：si(source index),di(destination index)；
⑵fr(flags register)；
⑶alu(arithmetic logic unit)。
eu負責全部指令的執行，同時向biu輸出數據（操作結果），並對暫存器和標誌暫存器進行管理。在alu中進行16位運算，數據傳送和處理均在eu控制下執行。
biu和eu的管理
⑴biu和eu可以並行工作，提高cpu效率。biu監視著指令佇列。當指令佇列中有2個空位元組時，就自動把指令取到佇列中。
8086cpu結構圖
8086cpu結構圖⑵ eu執行指令時，從指令佇列頭部取指令，然後執行。如需訪問，則eu向biu發出請求，由biu訪問存儲器。
⑶ 在執行轉移、調用、返回指令時，需改變佇列中的指令，要等新指令裝入佇列中後，eu才繼續執行指令。
引腳
概念
在學習8086 cpu的引腳信號前，必須弄清cpu最小模式和最大模式的概念。所謂最小模式，就是在系統中只有一個8086，所有的匯流排都直接由8086 cpu產生，因此，系統中的匯流排控制電路被減到最少。最大模式是相對最小模式而言的。在最大模式系統中，總是包含兩個或多個微處理器，其中一個主處理器就是8086，其他的處理器稱為協處理器，它們是協助主處理器工作的。如數學運算協處理器8087，輸入/輸出協處理器8089。8086 cpu到底工作在最大模式還是最小模式，完全由硬體決定。
8086cpu引腳圖
8086cpu引腳圖當cpu處於不同工作模式時，其部分的功能是不同的。
與之功能相同的
⑴ad15 ～ad0（address data bus）：地址/，雙向，三態。
這是一組採用分時的方法傳送地址或數據的復用。根據不同的要求，決定當前是傳送要訪問的或i/o連線埠的低16位地址，還是傳送16位數據，或是處於。
⑵a19/s6～a16/s3（address/status）：地址/狀態信號，輸出，三態。
這是採用分時的方法傳送地址或狀態的復用引腳。其中a19～a16為20位的高4位地址，s6～s3是狀態信號。s6表示cpu與匯流排連線的情況，s5指示當前中斷允許標誌if的狀態。s4,s3的代碼組合用來指明當前正在使用的。s4,s3的代碼組合及對應段暫存器的情況。
⑶bhe（低）/s7（bus high enable/status）：允許匯流排高8位數據傳送/狀態信號，輸出，三態。
為匯流排高8位數據允許信號，當低電平有效時，表明在高8位d15 ～d8上傳送1個位元組的數據。s7為設備的狀態信號。
⑷rd/（read）：讀信號，輸出，三態，低電平有效。
信號低電平有效時，表示cpu正在進行讀或讀i/o連線埠的操作。
⑸ready（ready）：準備就緒信號，輸入，高電平有效。
ready信號用來實現cpu與存儲器或i/o連線埠之間的時序匹配。當ready信號高電平有效時，表示cpu要訪問的存儲器或i/o連線埠已經作好了輸入/輸出數據的準備工作，cpu可以進行讀/寫操作。當ready信號為低電平時，則表示存儲器或i/o連線埠還未準備就緒，cpu需要插入若干個“tw狀態”進行等待。
⑹intr（interrupt request）：可禁止中斷請求信號，輸入，高電平有效。
8086 cpu在每條指令執行到最後一個時，都要檢測intr引腳信號。intr為高電平時，表明有i/o設備向cpu申請中斷，若if=1，cpu則會回響中斷，停止當前的操作，為申請中斷的i/o設備服務。
⑺test/（test）：等待測試，輸入，低電平有效。
信號用來支持構成，實現8086 cpu與之間同步協調的功能，只有當cpu執行wait指令時才使用。
⑻nmi（non-maskable interrupt）：非禁止信號，輸入，高電平有效。
當nmi引腳上有一個上升沿有效的觸發信號時，表明cpu內部或i/o設備提出了非禁止的中斷請求，cpu會在結束當前所執行的指令後，立即回響中斷請求。
⑼reset（reset）：，輸入，高電平有效。
reset信號有效時，cpu立即結束現行操作，處於復位狀態，初始化所有的內部暫存器。復位後各內部暫存器的狀態，當reset信號由高電平變為低電平時，cpu從ffff0h地址開始重新啟動執行程式。
⑽clk（clock）：，輸入。
clk為cpu提供基本的定時脈衝信號。8086 cpu一般使用時鐘發生器8284a來產生時鐘信號，為5mhz～8mhz，占空比為1:3。
⑾vcc電源輸入。
8086 cpu採用單一 5v電源供電。
⑿gnd：接地引腳。
⒀mn/mx/（minimum/maximum）：最小/最大模式輸入。
引腳用來設定8086 cpu的工作模式。當為高電平（接 5v）時，cpu工作在最小模式；當為低電平（接地）時，cpu工作在最大模式。
cpu工作於最小模式時使用的引腳信號
當引腳接高電平時，cpu工作於最小模式。此時，引腳信號24～31的含義及其功能如下。
⑴m/io/（memory i/o select）：、i/o連線埠選擇控制信號。
信號指明當前cpu是選擇訪問存儲器還是訪問i/o連線埠。為高電平時，訪問存儲器，表示當前要進行cpu與存儲器之間的。為低電平時，訪問i/o連線埠，表示當前要進行cpu與i/o連線埠之間的數據傳送。
⑵wr/（write）：寫信號，輸出，低電平有效。
信號有效時，表明cpu正在執行寫，同時由信號決定是對存儲器還是對i/o連線埠執行寫操作。
⑶inta/（interrupt acknowledge）：回響信號，輸出，低電平有效。
cpu通過信號對提出的可禁止中斷請求做出回響。為低電平時，表示cpu已經回響外設的，即將執行。
⑷ale（address lock enable）：允許信號，輸出，高電平有效。
cpu利用ale信號可以把ad15 ～ad0地址/數據、a19/s6～a16/s3地址/狀態線上的地址信息鎖存在中。
⑸dt/（data transmit or receive）：數據傳送/接收信號，輸出，三態。
dt/信號用來控制的方向。dt/為高電平時，cpu傳送數據到或i/o連線埠；dt/為低電平時，cpu接收來自存儲器或i/o連線埠的數據。
⑹/（data enable）：數據允許，輸出，三態，低電平有效。
信號用作匯流排收發器的選通控制信號。當為低電平時，表明cpu進行數據的讀/寫操作。
⑺hold（bus hold request）：匯流排保持請求信號，輸入，高電平有效。
在dma數據傳送方式中，由匯流排控制器8237a發出一個高電平有效的匯流排請求信號，通過hold引腳輸入到cpu，請求cpu讓出匯流排控制權。
⑻（hold acknowledge）：匯流排信號，輸出，高電平有效。
hlda是與hold配合使用的聯絡信號。在hlda有效期間，hlda引腳輸出一個高電平有效的回響信號，同時匯流排將處於浮空狀態，cpu讓出對匯流排的控制權，將其交付給申請使用匯流排的8237a控制器使用，匯流排使用完後，會使hold信號變為低電平，cpu又重新獲得對匯流排的控制權。
cpu工作於最大模式時使用的引腳信號
當引腳接低電平時，cpu工作於最大模式。此時，引腳信號24～31的含義及其功能如下。
⑴s2,s1,s0（status signals）：狀態信號，輸出，低電平有效。
它們表明當前匯流排周期所進行的操作類型。，，代碼組合及其對應操作見表2.3。
表2.3，，代碼組合及對應操作表
⑵rq/,gt/ （request/grant）：匯流排請求允許信號輸入/匯流排請求允許輸出信號，雙向，低電平有效。
該信號用以取代最小模式時的hold/兩個信號的功能，是特意為而設計的。當系統中某一部件要求獲得匯流排控制權時，就通過此信號線向8086 cpu發出匯流排請求信號，若cpu回響匯流排請求，就通過同一引腳發迴響應信號，允許匯流排請求，表明8086 cpu已放棄對匯流排的控制權，將匯流排控制權交給提出匯流排請求的部件使用。rq/gt0優先權高於rq/gt1。
⑶lock/（lock）匯流排封鎖信號，輸出，低電平有效。
信號有效時，表示此時8086 cpu不允許其他匯流排部件占用匯流排。
⑷qs1,qs0（queue status）：指令佇列狀態信號，輸出。
qs1和qs0信號的組合可以指示biu中指令佇列的狀態，以便其他處理器監視、跟蹤指令佇列的狀態。
指令集
數據傳送指令
mov
功能： 把源送給目的運算元
語法： mov 目的運算元，源運算元
格式： mov r1,r2
mov r,m
mov m,r
mov r,data
xchg
功能： 交換兩個運算元的數據
語法： xchg
格式： xchg r1,r2 xchg m,r xchg r,m
push,pop
功能： 把運算元壓入或取出
語法： pushpop 運算元
格式： push r push m push data pop r pop m
pushf,popf,pusha,popa
功能：群
格式： pushf popf pusha popa
lea,lds,les
功能： 取地址至暫存器
語法： lea r,m lds r,m les r,m
xlat(xlatb)
功能：
語法： xlat xlat m
算數運算指令
add,adc
功能： 加法指令
語法： add op1,op2 adc op1,op2
格式： add r1,r2 add r,m add m,r add r,data
影響標誌： c,p,a,z,s,o
sub,sbb
功能：減法指令
語法： sub op1,op2 sbb op1,op2
格式： sub r1,r2 sub r,m sub m,r sub r,data sub m,data
影響標誌： c,p,a,z,s,o
inc,dec
功能： 把op的值加一或減一
語法： inc op dec op
格式： inc r/m dec r/m
影響標誌： p,a,z,s,o
mul,imul
功能: 乘法指令
語法： mul op imul op
格式： mul r/m imul r/m
影響標誌： c,p,a,z,s,o（僅imul會影響s標誌）
dⅳ，idⅳ
功能：除法指令
語法： dⅳ op idⅳ op
格式： dⅳ r/m idⅳ r/m
邏輯運算指令
neg
功能： 將op的符號反相（取二進制補碼）
語法： neg op
格式： neg r/m
影響標誌： c,p,a,z,s,o
cbw,cwd
功能：擴展指令
語法： cbw cwd
aaa,aas,aam,aad
功能： 非壓bcd碼運算調整指令
語法： aaa aas aam aad
影響標誌： a,c(aaa,aas) s,z,p(aam,aad)
daa,das
功能：調整指令
語法： daa das
影響標誌： c,p,a,z,s
位運算集
and,or,xor,not,test
功能： 執行bit與bit之間的邏輯運算
語法： and r/m,r/m/data or r/m,r/m/data xor r/m,r/m/data test r/m,r/m/data not r/m
影響標誌： c,o,p,z,s（其中c與o兩個標誌會被設為0) not指令不影響任何標誌位
shr,shl,sar,sal
功能：
語法： shr r/m,data/cl shl r/m,data/cl sar r/m,data/cl sal r/m,data/cl
影響標誌： c,p,z,s,o
ror,rol,rcr,rcl
功能： 循環移位指令
語法： ror r/m,data/cl rol r/m,data/cl rcr r/m,data/cl rcl r/m,data/cl
影響標誌： c,p,z,s,o
程式流程控制集
clc,stc,cmc
功能： 設定進位標誌
語法： clc stc cmc
標誌位： c
cld,std
功能： 設定方向標誌
語法： cld std
標誌位： d
cli,sti
功能： 設定中斷標誌
語法： cli sti
標誌位： i
cmp
功能： 比較op1與op2的值
語法： cmp r/m,r/m/data
標誌位： c,p,a,z,o
jmp
功能： 跳往指定地址執行
語法： jmp 地址
jxx
功能： 當特定條件成立則跳往指定地址執行
語法： jxx 地址
註：
a: above，當c=0,z=0時成立
b: below，當c=1時成立
c: carry，當弁時成立 cxz: cx暫存器的值為0(zero）時成立
e: equal，當z=1時成立
g: greater（大於），當z=0且s=0時成立
l: less（小於），當s不為零時成立
n: not（相反條件），需和其它符號配合使用
o: overflow,o=1時成立
p: parity,p=1時成立
pe: parity even,p=1時成立
po: parity odd,p=0時成立
s: sign,s=1時成立
z: zero,z=1時成立
loop
功能： 循環指令集
語法： loop 地址
loope(z)
地址 loopne(z) 地址
標誌位： 無
call,ret
功能：調用，返回指令
語法： call 地址 ret ret n
標誌位： 無
int,iret
功能： 中斷調用及返回指令
語法： int n iret
標誌位： 在執行int時，cpu會自動將的值入棧，在執行iret時則會將中的標誌值彈回暫存器
串操作集
movsb,movsw,movsd
功能： 字元串傳送指令
語法： movsb movsw movsd
標誌位： 無
cmpsb,cmpsw,cmpsd
功能： 字元串比較指令
語法： cmpsb cmpsw cmpsd
標誌位： c,p,z,s,o
scasb,scasw
功能： 字元串搜尋指令
語法：scasw
標誌位： c,p,z,s,o
lodsb,lodsw,stosb,stosw
功能： 字元串載入或存貯指令
語法：lodswstosw
標誌位： 無
rep,repe,repne
功能： 重複前綴指令集
語法： rep 指令s repe 指令s repne 指令s
標誌位： 依指令s而定
