Microprocessor 8086 Architecture

Eng. Mustafa H. SalahMechatronics Engineering

University for Electronic Technology

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

8086بنية المعالج الدقيق

2 - 36

Execution Unit" EU"

Bus interface Unit " BIU" Fetches Opcodes, Read Operands, Write Data

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

8086بنية المعالج الدقيق

3 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

المعالج المكونات 8086يتألف من مجموعة منهما : رئيسيتين وحدتين في مجمعة

الناقالت ) • مالئمة " Bus interface Unit " ) BIUوحدةالتنفيذ )• »Execution Unit" ) EUوحدة

مصنفة النواقل من مجموعة على يحتوي كماكالتالي :

البيانات • .Data Busناقلالعناوين • Address Busناقلالتحكم • اشارات Control signals Busناقل

8086بنية المعالج الدقيق

4 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

ينفذها التي األعمال معظم عن المسئولة هي الوحدة هذهوكتابة قراءة ، التعليمات إحضار مثل الدقيق المعالج

إلى غيراالمت و من البيانات إخراج و إدخال ، الذاكرة في تواإلخراج االدخال اجهزة مثل المتصلة .والذاكرةاألجهزة

التالية : BIUتتألف * المكونات منالمقاطع • Segment registersمسجالتالعناوين • Address Adderجامع(صف• .Instruction Queueالتعليمات طابور )

[ وحدة مالئمة الناقالت Bus InterfaceأوالUnit

5 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

التعليمات شفرة فك عن المسئولة هي الوحدة هذهالتالية : المكونات من التنفيذ وحدة تتألف وتنفيذها

والمنطق • الحساب .ALUوحدةاألعالم • (مسجل .Flag or Statues Register الحالة)العامة • لألغراض .General Purpose Registersمسجالت.Temporary Registersمؤقتة المسجالت ال•ب منسق • التنفيذ التحكم EU control System وحدة

[ وحدة التنفيذ Execution Unitثانيا

6 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

التنفيذ وحدة مقدمة EUتجلب من صف التعليماتالناقالت ا مالئمة بوحدة الموجود تفك BIUلتعليمات و

احتاجت فإذا ، تعليمة كل تمليه الذي بالعمل تقوم و شفرتهاالوحدة ) تأمر( EUهذه فإنها الذاكرة في مخزنة معلومة إلى

الناقالت مالئمة طريق BIUوحدة عن ذلك و بإحضارها. الذاكرة في المعلومة هذه عنوان إعطائها

وظائف أهم أحد من و يه EUإن الحسابية العمليات تنفيذا على تقوم لبيانالمنطقية التنفيذ سير أثناء و بفحص EUات،

تعليمة حالة كل بعد األعالم تنفذ .مسجل

تابع بنية المعالج الدقيق

7 - 36

النواقل من انواع ثالثة على المعالج يحتوي مصنفة Busكما:كالتالي

البيانات • DATA BUSناقلالدقيق المعالج بحجم 8086يحتوي خطوط تربط bit16على

. الذاكرة وإلى من البيانات نقل وظيفتها الذاكرة و المعالج بينالعناوين • ADDRESS BUSناقل

الدقيق المعالج بحجم 8086يحتوي خطوط تربط bit20علىمواقع كل الى واإلشارة العنونة وظيفتها الذاكرة و المعالج بين

منها . القراءة او اليها الكتابة المراد الذاكرةالتحكم • اشارات CONTROL BUSناقل

الدقيق المعالج التحكم 8086يحتوي خطوط من عدد علىإشارات وإصدار الذكر سالفة النواقل عمل لتنسيق تستخدم

له المكونة الدوائر وجميع المعالج بين المختلفة التحكم. به والمرتبطة

تابع بنية المعالج الدقيق

Mic

ropr

oces

sor 8

086

Arch

itect

ure

8 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

الـ • وحدة ناقل بالتحكم BIUتقوم وناقل Data Busالبيانات في

التحكم Address Busالعناوين اشارات .Control Busوناقل

في BIUتحضر • تضعها و بايت بعد بايت الذاكرة من التعليمات

بايتات Instruction queueالتعليمات طابور لست يتسع الذي

أ أن قصىكحد بمبدأ التعليمات طابور تدخل يعمل التي التعليمة

يدعى له و التعليمات ترتيب على للمحافظة ] أوال تنفيذها يتم ] أوال

] أوال خارج ] أوال الداخل بـ المبدأ لهذا First In first Outهذا نرمز و

بـ .FIFOالمبدأ

تابع بنية المعالج الدقيق

9 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

التنفيذ بينما • وحدة الحالية EUتكون التعليمة بتنفيذ ال مشغولة تقوم

BIU الت ب التعليمة شفرة تليها إحضار المعالج) ي محسنات إحدى هذه

الـ 8086 كانت حيث أسالفه السابقة CPUعن المعالجات في

فترة 8086للمعالج خالل العمل عن التعليمة تتوقف (.جلب

التنفيذ • وحدة تفك من EUعندما ما تعليمة و طابورشفرة التعليمات

البرنامج تعليمات تسلسل تغيير إلى تؤدي تعليمة التعليمة هذه تكون

) تصفير) يتم عندها ] مثال فرعي برنامج إلى و طابورقفز التعليمات

مالئمة ) وحدة ألن الفرعي البرنامج بتعليمات جديد من ملئه إعادة

(.BIUالناقالت التعليمات هذه تؤديه ما معرفة دون التعليمات تجلب

تابع بنية المعالج الدقيق

10 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

Registersالمسجالت المعالج تيم المسجالت 8086لك من مجموعات أربعة

إليها 16ذات الوصول المبرمج يستطيع والتعامل بت

و هي:معها

مقاطع • مسجالت .CSR,DSR,SSR,ESRأربعة

فهرسة • و تأشير مسجالت .SI,DI,BP,SPأربعة

العامة • لألغراض مسجالت .AX,BX,CX,DXأربعة

التعليمة • IPمؤشراألعالم  مسجل هو آخر مسجل يوجد ذلك إلى الحالة أباإلضافة و

بحجم مسجل المعالج 16وهو منها يستخدم .9بت فقط خانات11 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

Segment مسجالت المقاطعأوًال: Registers

منها كل طول مسجالت أربعة عن عبارة 2 أي bit 16وهيBytes: وهي

الشفرة 1. مقطع CSR Code Segment Registerمسجلالمسجل يحتوي في هذا حجرة أول عنوان مقطع العلى

ل إلى المخصص يشير أنه أي الذاكرة، في البرنامج شفرةالشفرة مقطع .بالذاكرة بداية

البيانات 2. مقطع Data Segment Register DSRمسجلالمسجل يحتوي مقطع هذا في حجرة أول عنوان على

البيانات مقطع بداية إلى يشير أنه أي الذاكرة، في البيانات.بالذاكرة

12 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

تابع مسجالت المقاطع

المكدس 3. مقطع SSR Stack Segment Registerمسجلالمسجل يحتوي مقطع هذا في حجرة أول عنوان على

الذاكرة في إلى المكدس يشير أنه أي مقطع نهاية ،المكدس.

اإلضافي 4. البيانات مقطع Extra SegmentمسجلRegister ESR

المسجل يحتوي مقطع هذا في حجرة أول عنوان علىمقطع بداية إلى يشير أنه أي الذاكرة، في اإلضافي البيانات

. اإلضافي البيانات 13 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

8086مسجالت المقاطع للمعالج الدقيق

00000h

015

FFFFFh

CS

DS

ES

SS

مقطع CSالشيفرة

مقطع البيانات ESاإلضافي

مقطع SSالمكدس

مقطع DSالبيانات

64 KB

14 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

إيجاد في تساعد مساعدة مسجالت أربعة عن عبارة وهي

المقاطع مسجالت مع بالتعاون الفيزيائي هذه العنوان طول و ،

أي 16المسجالت هي : بايت 2بت و ،

المصدر . 1 دليل Source Index Register SIمسجل

في المسجل يخزن مقطع هذا ضمن اإلزاحة على يدل عنوان

في ، DSالبيانات يستعمل آخر العناوين ب االحتفاظبمعنى

في المخزنة البيانات تتناول التي التعليمات أجل من الفعالة

. الذاكرة في البيانات مقطع

مسجالت الفهرسة و التأشيرثانيا:

15 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

تابع مسجالت الفهرسة و التأشير

الهدف . 2 دليل Destination Index Register DIمسجل

البيانات مقطع ضمن اإلزاحة على يدل عنوان فيه يخزن

الهدف ESاإلضافي دليل مسجل يستعمل آخر بمعنى ،DI من

يحدد الذي الفيزيائي العنوان استنتاج معينة أجل بيانات موقع

االضافي حجرة في البيانات مقطع ضمن .الذاكرة

16 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

تابع مسجالت الفهرسة و التأشير

المكدس . 3 مؤشر Stack Pointer Register SPمسجل

مقطع في للحجرات سهل بوصول المكدس مؤشر يسمح

في القيمة أن حيث الذاكرة في الموجود تمثل SPالمكدس

إليها الوصول يمكن التي التالية المكدس لحجرة الفعال العنوان

المكدس مقطع مسجل في الموجود الحالي العنوان إلى نسبة

SS يحتفظ إن SPو و هذا ، المكدس قمة على تدل بقيمة ] دوما

معلومة سحب أو وضع عند ] تلقائيا تتعدل المسجل هذا قيمة

بالمكدس.

17 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

القاعدة . 4 مؤشر Base Pointer BPمسجل

المكدس لمقطع بالنسبة اإلزاحة على تدل قيمة هو SSيحتوي و

من إزالتها بدون المكدس مقطع ضمن البيانات لقراءة يستخدم

المكدس.

تابع مسجالت الفهرسة و التأشير

18 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

مسجالت اًالغراض العامةثالثا:

للنتائج المؤقت التخزين أجل من المسجالت هذه تستخدم

هذه في البيانات تخزين أن حيث البرنامج تنفيذ أثناء المرحلية

الو من يمكننا مما ل صولالمسجالت أسرع بشكل البيانات تلك

تقسم و الذاكرة، في كانت إلى :هذه لو المسجالت

المركم . 1 بالرمز Accumulatorمسجل له يرمز .AXو

القاعدة . 2 بالرمز Baseمسجل له يرمز .BXو

العد . 3 بالرمز Countمسجل له يرمز .CXو

البيانات . 4 بالرمز Dataمسجل له يرمز DX. 19 - 36و

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

ككلمة إما استعماله يمكن السابقة المسجالت من مسجل كلالحرف 16 بكتابة ذلك على يدل و أو Xبت المسجل اسم بعد

كـ استعماله منهما 2يمكن كل ذلك 8بايت على يدل و بتالحرفين حيث :H,Lباستخدام

L مثال ، األصغر العنوان ذو .ALللبايت

H مثال ، األكــبر العنوان ذو .BHللبايت

مسجالت اًالغراض العامةتابع

20 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

مسجالت اًالغراض العامةتابع

21 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

Instructionمسجل مؤشر التعليمة Pointer IP

مقطع في ستنفذ التي التالية التعليمة موقع يحدد المسجل هذافإن الذاكرة من التعليمة شفرة جلب بعد و تعدل BIUالشفرة

) IPقيمة التعديل الذاكرة في التالية التعليمة إلى تشير بحيث.) ] آليا يتم

22 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

Status (Flags) Register (األعالمالحالة ) مسجل

ذو مسجل هو 16هو كما التنفيذ وحدة في موجود بتبالشكل : واضح

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15CF PF AF ZF SF TF IF DF OF

الشكل الى السابق من األعالم تقسيم يمكنهي : االعالم من نوعين

عن. 1 عبارة وهي الحالة هي أعالم أعالم ستة CF, PF, AF, ZF, SF, OF

التحكم. 2 عن أعالم عبارة أعالم وهي ثالثةهي للتحكم

DF, IF, TF

23 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

أعالم الحالة

أو منطقية تعليمة لتنفيذ كنتيجة الناتجة الحاالت إلى تشيرمنطقي واحد حالة في إما تكون حيث في Setرياضية تكون أو

منطقي صفر :Resetحالة منها كل� عمل يلي فيما سنلخص و ،

:: المحمول أوًال Carry Flag (CF)إشارةاو خارجي حمل وجد إذا المنطقي الواحد حالة في يكون

) تنفيذ ) أثناء ذلك و األخير البت األخيرة الخانة أجل من استعارة. الرياضية التعليمات

استعارة أو حمل يوجد لم إذا المنطقي الصفر حالة في يكون و. األخير البت أجل من

24 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

أمثلة على علم المحمول

0 1 2 3 4 5 6 70 1 1 0 0 0 1 1

1 1 1 0 0 0 1 1

1 0 1 1 0 0 0 1

CF=1

اًالنزياح. : حالة أ

تسع إلى تحتاج إنما و بتات ثمانية في تتسع لم النتيجة بأن الحظو بتات بثمانية ذلك عن نعبر و اليد CF=1بتات في لدينا أنه أي

واحد.

أن: يمكن بتات تسعة فإن العددان �ر� �ب ك فمهما ببساطةتستوعبها.

25 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

اًالستعارة. حالة بالثاني العدد من أصغر ] ثنائيا الممثل األول العدد بأن الحظ

مثالنا في و الطرح عملية إجراء فعند لذلك ، ] أيضا ] ثنائيا الممثل ) فإن ) بالتالي و استعرنا واحد القيمة فيه تاسع بت تخيلنا هذا

CF=1. رتبة األعلى البت أجل من استعارة لدينا أي0 1 2 3 4 5 6 71 1 0 1 1 0 1 00 0 0 1 1 1 1 1

1 1 0 0 0 1 1 0

1

أجل ** من الكالم نفس نطبق السابقين المثالين في 2والبت أجل من تكون االستعارة و الخارج االنزياح لكن و بايت

.) األخير ) عشر الخامس

تابع أمثلة على علم المحمول

26 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

[: علم الزوجية Parity Flag (PF)ثانيا

تح تعليمة آخر نتيجة كانت إذا منطقي واحد حالة في وي تيصبح

التحويل ) بعد الواحد قيمتها التي الخانات من ] زوجيا ] عددا على

. المنطقي ( الصفر حالة في يكون إال و ] طبعا الثنائي النظام إلى

علم أن كنا PFنالحظ لو حتى فقط السفلي البايت يفحص

( كلمة مع ( 2نتعامل واحد بايت مع نتعامل عندما أما ، بايت

. كله يفحصه فإنه فقط

27 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

[: علم االنزياح المساعد Auxiliary Flag (AF)ثالثا

النصف من انزياح وجد إذا المنطقي الواحد حالة في يكون

إلى العلوي النصف من استعارة أو العلوي النصف إلى السفلي

الكلمة ) من السفلي البايت أجل من ذلك و السفلي 2النصف

) الخانة من انزياح لدينا كان إذا أنه آخر بمعنى و إلى 3بايت

أو AF=1فإن 4الخانة واحد بايت البيانات كانت حال في ذلك و

2 ) يكون ) ذلك عدا فيما و ، كلمة .AF=0بايت

28 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

مثال على علم االنزياح المساعد

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 1 0 0 0 1 1

1 1 1 0 0 0 1 1

1 0 1 1 0 0 0 1

يكون الحالة هذه عند AF=0في واحد باليد معنا يكن لم ألنهالناتج في الرابعة الخانة إلى الثالثة الخانة من االنتقال

الخانة الثالثة

الخانة الرابعة

+

29 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

[: علم الصفر Zero Flag (ZF)رابعا

آخر ناتج يكون عندما منطقي واحد حالة في ملية ع يصبح

. الصفر يساوي منطقية أو حسابية

عملية آخر ناتج يكون عندما منطقي صفر حالة في يصبح

. الصفر يساوي ال منطقية أو حسابية

30 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

[: علم اإلشارة Sign Flag (SF)خامسا

علم منطقي SFيكون واحد حالة عملية Setفي آخر نتيجة كانت إذا

. ] سالبا ] عددا حسابية

علم منطقي SFيكون صفر حالة عملية Resetفي آخر نتيجة كانت إذا

. ] موجبا ] عددا حسابية

اعتبار: هي الكمبيوتر في السالبة األعداد تمثيل طرق إحدى من مصطلح

خانات ثمانية من مكون البايت أن بما و لإلشارة مخصصة األخيرة الخانة

على احتوت فإن اإلشارة أجل من منه األخيرة الخانة اقتطاع فسيتم

إذا أما سالب ثنائي عدد هي الباقية السبعة الخانات فإن واحد القيمة

عدد إال هي ما المتبقية السبعة الخانات فإن صفر القيمة على احتوت

موجب.

يكون بذلك هذا SFو اعتماد عند الناتج في األخيرة الخانة عن نسخة هو

. السالبة األعداد لتمثيل النظام

31 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

[: علم الفيضان Overflow Flag (OF)سادسا

المكان في النتيجة تتسع ال عندما منطقي واحد حالة في يكون

تكن لم إذا أما التخزينية، القدرة تتجاوز أي لتخزينها المخصص

فإن المحدد المجال خارج الصفر OFالنتيجة حالة في يبقى

المنطقي.

ال :فيضيحدث التالية الحاالت في ان

1. كبيرة( موجبة أعداد جمع

2. كبيرة( سالبة أعداد جمع

3. كبير( سالب عدد من كبير موجب عدد طرح

4. كبير( موجب عدد من كبير سالب عدد طرح

32 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

تابع االعالم

عدا :مالحظة ما السابقة األعالم ال CFجميع أي فقط �قرأ ت

تغيير يمكن ال و فقط قراءتها يمكن لذلك محتواها تغيير نستطيع

. مباشرة برمجية تعليمات بواسطة محتوياتها

لتغيير األعالم هذه حالة اختبار تستطيع بتعليمات مزود المعالج

علم اختبار يمكن ] فمثال البرنامج تنفيذ من ZF=1تتابع كشرط

. البرنامج من آخر جزء إلى القفز أجل

: التحكم أعالم سنشرح يلي فيما و 33 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

أعالم التحكم

الوحيدة: الخطوة علم Trap Flag (TF)أوًال:

خطوة خطوة البرنامج بتنفيذ نرغب عندما منطقي واحد بالحالة يوضع

. األخطاء مواقع استكشاف و برنامجنا تصحيح نريد عندما مفيد هو و

المقاطعة: علم Interrupt Flag (IF)ثانيا:

المقاطعة تنفيذ إمكانية عدم أو إمكانية عن التعبير أجل من ، يستخدم

مقاطعة أي بتنفيذ نرغب ال عندما منطقي واحد بالحالة فيوضع

) فإن) المنطقي الصفر حالة في وضعه عند أما محجوبة المقاطعة

. بها مسموح المقاطعة

:] فمثال معين عمل إلى تؤدي خدمة عن عبارة هي المقاطعة مالحظة

.21المقاطعة التشغيل نظام إلى العودة خدماتها أحد من التي و

34 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

اًالتجاه: علم Direction Flag (DF)ثالثا:

. التسلسلية العمليات سير اتجاه على يدل

من تكون السلسلة فإن منطقي واحد حالة في يكون عندما

. األدنى العنوان إلى األعلى العنوان

من تكون السلسلة فإن منطقي صفر حالة في يكون عندما

. األعلى العنوان إلى األدنى العنوان

أعالم التحكم

35 - 36

Mic

ropro

cess

or

80

86

Arc

hit

ect

ure

[ لالنتباه شكرا

أنتهى الدرس

36 - 36