Intel 80186
Intel 80186 | |
Egy Intel 80186-os mikroprocesszor, PGA tokozásban | |
Gyártás | 1982 – 2007 |
Tervező | Intel |
Gyártó | Intel |
Max CPU órajel | 6 MHz – 25 MHz |
FSB sebességek | 6 MHz – 25 MHz |
Gyártás technológia méret | 2,0 µm |
Utasításkészlet | 8086-2 |
Mikroarchitektúra | x86-16 |
Magok száma | 1 |
Tokozás | 68-pinPLCC 100-pinPQFP 68-pinPGA |
Tranzisztorok száma | 55 000 |
Platform | asztali, beágyazott |
Előd | 8088 |
Utód | 80286 |
Az Intel 80186 weboldala | |
AWikimédia CommonstartalmazIntel 80186témájú médiaállományokat. |
Az Intel80186egy 1982-ben megjelentmikroprocesszorésmikrokontroller.Felépítése azIntel 8086processzoron alapul, ahhoz hasonlóan 16 bites külső adatbusza van, amit egy 20 bites címbusszal multiplexel. Ennek egy 8 bites külső adatbusszal készült változata80188néven került forgalomba. Ezeket a processzorokat főleg beágyazott rendszerekbe szánták. A processzorok a 8086-hoz képest bővített utasításkészlettel rendelkeznek, különféle beépített perifériákat tartalmaznak: időzítőket, DMA-vezérlőt, megszakításvezérlőt és másokat; a változatokban kissé eltér a perifériák készlete. Az Intel 2007-ben megszüntette a gyártását, de helyettesítő csipek még kaphatók.[1]
Története
[szerkesztés]Az Intel1982-ben jelentette meg a 80186 jelű beágyazott mikroprocesszort, amely a javított i8086-os mag mellett kiegészítő modulokat is tartalmaz, amelyek átveszik a külső támogató áramkörök feladatait; a processzorNMOStechnológiával készült.
A technológiai fejlődés következtében az Intel1987-ben kibocsátotta az i186 processzorok második generációját, az Intel 80C186-os processzorokat. Ezek a processzorok javítottCHMOS IIIfolyamattal készültek, ami az általános méretcsökkenés és egyéb tulajdonságok javulása mellett lehetővé tette az órajel kétszeresére való növelését és a fogyasztás egynegyedére való csökkentését. A lábkiosztás változatlan maradt.
1990-ben az Intel az i186-osok újabb sorozatát bocsátotta ki, ez az Intel 80С186EB, amely igen sok változást tartalmaz az előzőekhez képest. A processzormagot teljesen újratervezték, ami most modulárissá vált és a „80C186 Moduláris Mag”(80C186 Modular Core)elnevezést kapta. A támogató áramköröket szintén újratervezték, azokat szabványos interfész-modulokká alakították. A 80C186EB processzor más támogató áramköröket tartalmaz, mint az eredeti 80186. Az újabb CHMOS IV folyamatra való áttérés és a moduláris technológia következtében csökkent az energiafelvétel és adisszipáció.Az i80C186EB processzort mobil eszközökben alkalmazták, pl. mobiltelefonokban.
1991-ben az Intel folytatta a sorozatot és megjelentette a 80C186 XL, 80C186 EA és 80C186 EC jelű processzorokat. Ezek szintén az i80C186 moduláris magon alapultak. Az i80C186XL processzor jellemzője a nagy teljesítmény alacsony fogyasztás mellett. Az i80C186EA processzor i80C186 magot tartalmaz és az energiafelvételt szabályozó lehetőségekkel van ellátva (teljesen statikus mag, energiatakarékos, tétlen és „tápfeszültség ki” üzemmódok). Az i80C186EC a többi processzorából hiányzó perifériákat is tartalmaz.[2]
Az Intel összesen négy utótag-jelölést alkalmazott a 186-osok CMOS sorozatában: XL, EA, EB, EC. A 80C186XL és 80C188XL modellek alapverziók, kis eltéréssel megegyeznek a korábbi 80186/80188 modellekkel. A legfejlettebb változat az EC jelű. Az EB sorozat csipjeiből hiányzik az energiatakarékos „zöld” üzemmód és a DMA vezérlő, az I/O portok 16 bitesek. Az EC sorozat csipjeiben megvan awatchdogidőzítő, a DMA-vezérlő 4 csatornás, az I/O portok ezekben 22 bitesek. Az XL és EA sorozat csipjeiből hiányzik awatchdogés a soros kommunikációs egység, az XL modellekben nincs „tápfeszültség ki”(power down)üzemmód.[3]
Jellemzők
[szerkesztés]A 80186-os sorozatot főlegbeágyazott rendszerekhezés külső memóriát használómikrovezérlőkhöztervezték. Ezért tehát a járulékos IC-k számának csökkentése érdekében több speciális beágyazott egységet kapott, mint pl. órajelgenerátor, megszakításvezérlő, időzítők, várakozási állapot-generátor(wait state generator),DMAcsatornák és külső chip-választó vonalak.
Kezdetben a 80186 processzor 6MHz-es órajelen működött, de mivel a benne lévő mikrokód nagyobb helyet kapott, különösen a címszámításra vonatkozó részek, emiatt sok egyedi utasítást ez a processzor gyorsabban hajtott végre, mint egy azonos órajelű 8086-os processzor. Például az igen gyakoriregister+immediate[4]címzési mód jelentősen gyorsabb volt, mint a 8086-osban. A szorzás és osztás is jelentős gyorsulást mutatott: négyszer olyan gyors lett, mint a 8086-osban, és a sokbites eltolásokat is hasonlóan majdnem négyszer gyorsabban hajtotta végre a processzor.
A 80186-osban néhány új utasítást vezettek be (a kibővített utasításkészletre néhány helyen 8086-2 jelöléssel hivatkoznak):enter/leave(több utasítást fog össze, a veremekeretek kezelésénél hasznos),pusha/popa(push/pop az összes regiszterre),bound(tömbindex-ellenőrzés: tömbhatáron belül esik-e), és azins/outsutasítások (string input/output). Apush,imulés a sokbites eltolás utasítások kaptak egy hasznos közvetlen(immediate)címzési módot. Ezek az utasítások és címzési módok a 80286-os és későbbi processzorokban is megvannak.
A 80186-os újratervezett CMOS verziója volt a 80C186 jelű processzor; ebben bevezették aDRAM frissítést,az energiatakarékos üzemmódot, és direkt interfészt azIntel 8087-es vagy 80187-esmatematikai koprocesszorhoz.
A beépített egységek
[szerkesztés]A 80186/80188 változataiba beépített egységek és bővítmények:[5]
Feladat | 80C186XL 80C188XL |
80C186EA 80C188EA |
80C186EB 80C188EB |
80C186EC 80C188EC |
---|---|---|---|---|
bővített utasításkészlet | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
energiatakarékos (zöld) üzemmód | ✓ | ✓ | – nincs | ✓ |
„power down”üzemmód | – nincs | ✓ | ✓ | ✓ |
80C187 interfész | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
ONCE mód | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
megszakításvezérlő | ✓ |
✓ |
✓ |
✓ 8259-szerű |
időzítő(timer unit) | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
chipválasztó egység (chip selection unit) |
✓ |
✓ |
✓ bővített |
✓ bővített |
DMA vezérlő | ✓ 2 csatornás |
✓ 2 csatornás |
– nincs |
✓ 4 csatornás |
soros kommunikációs egység | – nincs | – nincs | ✓ | ✓ |
memóriafrissítő (refresh controller) |
✓ |
✓ |
✓ bővített |
✓ bővített |
watchdog timer | – nincs | – nincs | – nincs | ✓ |
I/O portok | – nincs |
– nincs |
✓ 16 bites |
✓ 22 bites |
Órajelgenerátor
[szerkesztés]A 80186/80188 mikroprocesszorok tartalmaznak beépített órajelgenerátort, amely a 8086/8088-as rendszerekben a külső 8284A áramkört helyettesíti. Ezt egy külső kristály vezérli, amely a processzor órajelfrekvenciájának kétszeresén rezeg, tehát pl. 8 MHz-es processzorhoz 16 MHz-es kristályt kell csatlakoztatni. A processzor órajele ki van vezetve, amely a többi külső áramkört vezérelheti. A 80186/80188 processzorok órajele 6, 8, 12, 16 vagy 25 MHz lehet.
Programozható megszakításvezérlő
[szerkesztés]Angolul:programmable interrupt controller,PIC
Kezeli az összes belső és külső megszakítást és max. 2 külső 8259A PIC kapcsolható hozzá – ilyenkor a beépített vezérlő a mester szerepet kapja, a külső vezérlők pedig a szolgák. Bővítés nélkül, alapból 5 megszakítási szintet kezel: INT0 – INT3 és NMI, ami a legtöbb rendszerben elegendő. Az EC jelű csipekben két beépített 8259A PIC van.[6]
Időzítők
[szerkesztés]A timer rész 3 teljesen programozható 16 bites időzítőt tartalmaz. A Timer 0 és 1 külső felhasználású hullámformákat generál, és a processzor mester-órajele hajtja vagy külső órajelet kaphat. Külső események számlálására is használhatók. A harmadik időzítő, a Timer 3 egy belső időzítő és a mester órajel vezérli. A Timer 2 megszakítást generál meghatározott számú órajelütem után és időjelet szolgáltathat a többi időzítőnek. A Timer 2watchdogidőzítőként is használható, mivel megszakítás kiadására programozható egy bizonyos idő lejártával.[7]
Programozható DMA egység
[szerkesztés]A programozható DMA egység két DMA csatornát tartalmaz vagy négyet a 80C186EC/80C188EC modellekben. Minden csatorna képes adatokat mozgatni a memóriában (két memóriaterület között), a memória és I/O portok között, vagy csak I/O portok között. A DMA vezérlő a 8237 DMA vezérlőre hasonlít, a különbség csak annyi, hogy a 8237 eleve 4 csatornás, mint az EC modellben.[8]
Programozható lapkaválasztó egység
[szerkesztés]Angolul:programmable chip selection unit
A lapkaválasztó egység egy beépített programozható memória- és I/O dekóder. 6 kimeneti vonala van a memória, 7 kimeneti vonala I/O portok kiválasztására az XL és EA modellekben, és 10 közös memória és I/O választó vonala az EB és EC modellekben.
Az XL és EA modellekben a memóriaválasztó vonalak 3 csoportra vannak osztva, amelyek a 80186/80188 memóriatérkép három fő részét választják ki. Az alsó memóriaválasztó vonal a megszakítási vektorok memóriaterületét, a felső memóriaválasztó vonal aresetmemóriaterületét, a középső vonalak négy fő közbeeső memóriaterület választását vezérlik. A memória alsó határa a 00000H, felső határa az FFFFFH címen van, a memóriaterületek mérete beállítható, a várakozási állapotokat (0-3 között) automatikusan közbeiktatja a terület kiválasztásakor.
Az XL és EA modelleknél minden programozható I/O választóvonal egy 128 bájtos I/O mezőt címez. A programozható I/O mező kezdetét a felhasználó állítja be, és a 7 128 bájtos blokk folytonos.
Az EB és EC modelleknél van egy felső és alsó memóriacsip-választó vonal és nyolc általános memória vagy I/O csip választó vonal. Ezeknél 0-15 várakozási állapot programozható.[9]
Energiatakarékos és kikapcsolt üzemmód
[szerkesztés]Angolul:power save/power down feature
Az energiatakarékos üzemmód az órajel 4, 8 vagy 16-tal való osztásával megengedi a rendszer lelassítását és ezáltal az energiafogyasztás csökkentését. Ez az üzemmód szoftverből kezdeményezhető és egy hardveresemény szünteti meg, pl. egy megszakítás.
A kikapcsolt üzemmódban az órajel teljesen megszűnik (megáll); ez az üzemmód nem elérhető az XL verzióban. Ezt szoftverből a HLT (halt,megállás) utasítással lehet kezdeményezni és bármely megszakítás megszünteti.[10]
Memóriafrissítés-vezérlő
[szerkesztés]Angolul:refresh control unit
A frissítés-vezérlő egység generálja a frissítési sorcímet a beállított időintervallumokban. A frissítés-vezérlő egység nem multiplexeli a DRAM címeket, ez továbbra is a rendszer tervezőinek feladata. A frissítési cím a beprogramozott intervallum végén adódik át a memóriarendszernek a RFRSH vezérlőjellel együtt. A memóriarendszernek a RFRSH vezérlőjel ideje alatt kell futtatnia a memóriafrissítési ciklust.[11]
ONCE mód
[szerkesztés]Az ONCE(on-circuitemulation)üzemmód leválasztja a teljes csipet a környező áramkörről, anélkül, hogy azt el kellene távolítani a foglalatából és lehetővé teszi a processzor és az áramkör tesztelését. Ez igen hasznos a foglalatba forrasztott csipek tesztelésénél.
Technikai adatok
[szerkesztés]- Megjelent: 1982
- CPU architektúra:CISC
- Órajel, MHz*: 6, 8, 10, 12, 13, 16, 20, 25
- Regiszterek mérete: 16 bit
- Adatsínmérete: 16 bit
- Címsínmérete: 20 bit
- Címezhető memória: 1 MiB
- Technológia: NMOS, későbbCMOS(80C186/80C188)
- Gyártási folyamat: 2 μm
- Chip mérete, mm²:?
- Tranzisztorok száma: 55 000[12]
- Tápfeszültség: 2,9~3,3 V
- Foglalat: alaplaphoz forrasztva
- Tokozás: 68L (LCC, PLCC, PGA), 80L (QFP, SQFP)[13],100L (PQFP)
(*) Lehetséges, hogy léteztek más órajelű modellek is. A helyettesítő modellek órajele magasabb: 30, 50, 85, 88, 90 MHz[14]
Felhasználása
[szerkesztés]Személyi számítógépekben
[szerkesztés]Mint a soronkövetkező processzor, a 80186-os lett volna a8086-os kézenfekvő utóda a személyi számítógépekben. Azonban mivel az integrált elemek miatt nem volt kompatibilis az eredeti IBM PC hardverével, helyette a80286-os processzort alkalmazták azIBM PC/ATtípusú gépekben.
Ennek ellenére készült néhány számítógép, amely a 80186-ost használta központi processzorként, ezek közül néhány jelentősebb típus: az ausztrálDulmont Magnumlaptop, amely egyike volt az első laptopoknak; aWangOffice Assistant, amelyet önálló, PC-szerű szövegszerkesztőként(word processor)hirdettek; aMindsetszámítógép; aSiemensPC-D, amely nem volt 100%-osanIBM PC-kompatibilis,de futott rajta azMS-DOS2.11 operációs rendszer (ld.:de:Siemens PC-D); aCompis(egysvédiskolaszámítógép); azRM Nimbus(egy angoliskolaszámítógép); azUnisys ICON(kanadai iskolaszámítógép); az ORB Computer (az ABS gyártmánya); aHP 100LX,HP 200LX,HP 1000CXésHP OmniGo 700LX;aTandy 2000asztali gép (korához képest jó grafikájú, valamennyire PC-kompatibilis gép); aPhilips:YES;aNokia MikroMikko 2(magyarul kb.Mikro-Misi). AzAcornkészített egy Master 512 nevű bővítőkártyát a BBC Master számítógépcsaládhoz, amelyen egy 80186-10 processzor és 512 KiB RAM kapott helyet.
Egyéb eszközök
[szerkesztés]Az Intel 80186-ost elsősorban különféle elektronikus eszközökbe (nem feltétlen számítógépekbe) beépített processzornak szánták. Változata, az Intel 80188 pl. az Intel 14.4EX modemben működött (1991-ben); a 16 MHz-es processzor az előre irányuló hibajavítás (FEC), a rácskód-moduláció(trellis coded modulation)és a visszhangelnyomáshoz szükséges komplex számításokat végezte.
A koraiAirbus A320repülőgépek vezérlőrendszere Intel 80186 ésMotorola 68010processzorokat tartalmazott,[15]ám ezeket később (1988-ban)80286-osok váltották fel.
2006 májusában az Intel bejelentette, hogy 2007 szeptemberétől megszünteti a 186-os gyártását (több más típussal együtt),[16]de más gyártók tovább gyárthatják az azonos lábkiosztással és utasításkészlettel rendelkező helyettesítőket,[1]egyesekFPGAésASICalapokon.[14][17][18]
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑abInnovasic Offers Replacement ICs for Intel 186/188 Microcontrollers.[2012. február 13-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2012. december 18.)
- ↑Brey 2006608.o.
- ↑Brey 2006608.o.
- ↑Gyakorlatilag mindegyik címzési mód számítása felgyorsult, beleértve areg+regtípust is.
- ↑Brey 2006608
- ↑datasheet-EC
- ↑Brey 1997587
- ↑Brey 1997587
- ↑Brey 1997587
- ↑Brey 1997588
- ↑Brey 1997588
- ↑lotech
- ↑Intel
- ↑abC80186EC 80186EC-Compliant Chip Replacement 16-bit Microcontroller Core(angol nyelven). Cast, Inc.. [2013. február 17-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2012):Cast Inc. ismertető
- ↑Section 4.2 "Failure detection and redundancy" of Briere D. and Traverse, P. (1993) “Airbus A320/A330/A340 Electrical Flight Controls: A Family of Fault-Tolerant SystemsArchiválva2009. március 27-idátummal aWayback Machine-ben” Proc. FTCS, pp. 616–623.
- ↑Intel cashes in ancient chips.[2011. augusztus 22-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2012. december 18.)
- ↑C80186EC 80186EC-Compliant Chip Replacement 16-bit Microcontroller Megafuction(angol nyelven) (pdf). Cast, Inc., 2012. július 1. [2012. július 19-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2012):Altera C80186EC
- ↑C80186EC IP Core Added to the Evatronix 80186 Replacements Family(angol nyelven). evatronix, 2009. június 1. (Hozzáférés: 2012)[halott link]:Evatronix 80186 helyettesítők
Fordítás
[szerkesztés]- Ez a szócikk részben vagy egészben azIntel 80186című angol Wikipédia-szócikkezen változatánakfordításán alapul.Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
- Ez a szócikk részben vagy egészben azIntel 80186című orosz Wikipédia-szócikkezen változatánakfordításán alapul.Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források
[szerkesztés]- Das, Lyla B.. 14: 80186 – THE EMBEDDED MICROPROCESSOR,The X86 Microprocessors: Architecture and Programming (8086 to Pentium)[archivált változat](angol nyelven). Pearson Education India, 664. o. (2010. április 10.).ISBN 9788131732465, 9788131771075.Hozzáférés ideje: 2012. december 19. [archiválás ideje: 2013. január 4.]
- Brey, Barry B.. 16: The 80186, 80188 and 80286 Microprocessors,The Intel Microprocessors: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium II, Pentium III, and Pentium 4 / Architecture, Programming, and Interfacing,7. (angol nyelven), Pearson Education International, 608-609. o. (2006).ISBN 0-13-197407-6.Hozzáférés ideje:2012.
- Brey, Barry B.. 15: The 80186, 80188, and 80286 Microprocessors,The Intel Microprocessors: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium II, Pentium III, and Pentium 4 / Architecture, Programming, and Interfacing,4 (angol nyelven), Prentice-Hall International, Inc.,584-621. o. (1997).ISBN 0-13-802745-5.Hozzáférés ideje:2012.
- Intel Corporation:Intel® 186 Processors(angol nyelven).Products - Processors.Intel, 2007. március 15. (Hozzáférés: 2012. december 18.)(Intel, 186 processzorok)
- James Pearce:Intel 80186(angol nyelven) (wiki). lo-tech.co.uk, 2011. augusztus 9. [2016. március 13-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2012)
- 80C186EC/80C188EC AND 80L186EC/80L188EC 16-BIT HIGH-INTEGRATION EMBEDDED PROCESSORS(angol nyelven) (pdf). Intel, 1997. szeptember 22. (Hozzáférés: 2012)
További információk
[szerkesztés]- Adatlapok:
- Intel:80186/80188 High-integration 16-bit Microprocessors(pdf). Intel, 1994. november. (Hozzáférés: 2012)
- Intel:80C186XL/80C188XL 16-bit High-integration Embedded Processors(pdf). Intel, 1995. október. (Hozzáférés: 2012)
- Intel:80C186EA/80C188EA and 80L186EA/80L188EA 16-bit High-integration Embedded Processors(pdf). Intel, 1995. október. (Hozzáférés: 2012)
- Intel:80C186EB/80C188EB and 80L186EB/80L188EB 16-bit High-integration Embedded Processors(pdf). Intel, 2004. július. (Hozzáférés: 2012)
- Intel:80C186EC/80C188EC and 80L186EC/80L188EC 16-bit High-integration Embedded Processors(pdf). Intel, 2004. augusztus. (Hozzáférés: 2012)
- Az „Intel 80186 data book” másolata a datasheetarchive.com-on
- Gennadiy Shvets:Intel 80186(angol nyelven). CPU World, 2003–2010. (Hozzáférés: 2012)
- Gennadiy Shvets:Intel 80186/80C186 microprocessor architecture(angol nyelven). CPU World, 2003–2010. (Hozzáférés: 2012)A 80186 processzor architektúrája
- Intel 80186/80188 képek és leírások, cpu-collection.de
- Chipdb.org