汇编语言 引脚功能和工作模式 | 实模式 保护模式 虚拟模式

1 引脚功能

8086和8088是Intel公司在1970年代末推出的两款早期微处理器，它们在许多方面非常相似，但在引脚功能和总线接口方面有一些差异。以下是对这两款处理器主要引脚功能的概述：

8086 CPU

8086是一个16位微处理器，拥有40个引脚。它的主要引脚功能包括：

1. 数据/地址总线（AD0-AD15）：这些是复用的数据和地址线。在总线周期的初始阶段，它们用作地址线；随后，用作数据线。
2. 地址总线（A16-A19/S3-S6）：高位地址线，同时也用作状态信号。
3. 控制信号：
   • (\overline{RD})：读控制信号。
   • (\overline{WR})：写控制信号。
4. 电源和接地：VCC（电源）和GND（接地）。
5. 时钟信号（CLK）：提供处理器的基本时钟。
6. 中断控制：
   • (\overline{INTR})：中断请求。
   • (\overline{NMI})：非屏蔽中断。
   • (\overline{INTA})：中断确认。
7. 重置信号（(\overline{RESET})）：重置处理器。
8. 最小/最大模式（MN/(\overline{MX})）：选择最小模式（单微处理器系统）或最大模式（多微处理器系统）。
9. 其他控制信号，如**(\overline{TEST})、(\overline{BHE})/(\overline{S7})（高位字节使能）、(\overline{HOLD})（总线控制请求）、(\overline{HLDA})**（总线控制确认）等。

8088 CPU

8088是8086的变体，主要区别在于其外部数据总线宽度为8位。它同样有40个引脚，主要引脚功能包括：

1. 数据/地址总线（AD0-AD7）：8位复用的数据和地址线。
2. 地址总线（A8-A19）：高位地址线。
3. 控制信号（与8086相同）。
4. 电源和接地（与8086相同）。
5. 时钟信号（CLK）（与8086相同）。
6. 中断控制（与8086相同）。
7. 重置信号（(\overline{RESET})）（与8086相同）。
8. 最小/最大模式（MN/(\overline{MX})）（与8086相同）。
9. 其他控制信号（与8086相同）。

由于8088只有一个8位的数据总线，它需要两个时钟周期来传输一个16位的字，而8086只需一个。这是两者的主要性能差异所在。然而，8088的8位数据总线使得它可以更容易地与现有的8位系统组件兼容，从而降低了系统升级的成本。

2 工作模式

2.1 8086和8088的工作模式

8086和8088为了更好的适应多种场合，有两种工作模式

CPU的最大和最小工作模式是指微处理器操作的两种不同配置方式，主要用于适应不同类型的系统设计。

1. 最小模式：在此模式下，CPU被配置为在单处理器系统中工作。所有控制信号都直接由CPU生成，不需要额外的总线控制器。这种模式适用于简单或成本敏感的系统，例如个人计算机。

2. 最大模式：此模式适用于多处理器系统，其中CPU与一个或多个协处理器（如I/O处理器或其他CPU）共享系统资源。在最大模式下，CPU的某些功能由外部的总线控制器（如系统控制芯片）来处理，以协调多个处理器之间的活动和资源共享。

简而言之，最小模式是为单处理器系统设计的，而最大模式则支持多处理器系统，提供更复杂的控制和协调机制。

2.2 80386等工作模式

Intel 80386，通常简称为386，是一款历史上重要的32位微处理器。80386引入了多种工作模式，使其在兼容性和功能性上都有显著的提升。这些工作模式包括：

1. 实模式（Real Mode）

• 特点：实模式是386处理器的最基本工作模式，提供与早期的8086处理器兼容的环境。在实模式下，386的寻址能力被限制在1MB内存。
• 用途：实模式主要用于运行旧的16位操作系统和应用程序。在这种模式下，没有内存保护和多任务功能。
• 内存管理：在实模式下，内存管理是通过物理地址直接进行的，没有使用虚拟内存或分段机制。

2. 保护模式（Protected Mode）

• 特点：保护模式是386的主要创新之一。在这种模式下，处理器可以访问超过1MB的内存，并提供内存保护功能来防止程序相互干扰。保护模式还支持多任务处理。
• 用途：保护模式使得386能够运行更先进的操作系统，如Windows和UNIX，这些操作系统需要高级内存管理和多任务能力。
• 内存管理：在保护模式下，内存通过分段和分页机制管理。分段机制允许程序员将内存分成不同的段，而分页机制则提供虚拟内存支持，允许更有效地使用物理内存。

3. 虚拟8086模式（Virtual 8086 Mode）

• 特点：虚拟8086模式是一种特殊的保护模式，它允许386处理器在保护模式下模拟多个8086处理器的实模式环境。
• 用途：这种模式主要用于同时运行多个实模式应用程序，例如，在高级操作系统中运行旧的DOS程序。
• 内存管理：虽然每个虚拟8086环境都受到1MB内存限制，但它们实际上是在保护模式下的内存段中运行，从而提供了内存保护和隔离。