Процессор 80286

Процессор 80286, выпущенный в 1982 году, представляет второе поколение 16-разрядных процессоров. Он имеет специальные средства для работы в мно­гопользовательских и многозадачных системах. Самым существенным отличием от 8086/88 является механизм управления адресацией памяти, который обес­печивает четырехуровневую систему защиты и поддержку виртуальной памяти. Специальные средства предназначены для поддержки механизма переключения задач (Task switching). Процессор имеет расширенную систему команд, которая кроме команд управления защитой включает все команды 8086 и несколько новых команд общего назначения. Процессор может работать в двух режимах:

8086 Real Address Mode — режим реальной адресации (или просто реальный режим — Real Mode), полностью совместимый с 8086. В этом режиме возможна адресация до 1 Мбайт физической памяти (на самом деле за счет «удачной» ошибки — почти на 64 Кбайт больше).

Protected Virtual Address Mode — защищенный режим виртуальной адресации (или просто защищенный режим — Protected Mode). В этом режиме процессор позволяет адресовать до 16 Мбайт физической памяти, через которые при ис­пользовании механизма страничной адресации могут отображаться до 1 гига­байта виртуальной памяти каждой задачи. В этом режиме система команд обеспечивает аппаратную реализацию функций супервизора многозадачной ОС и виртуальной памяти. Переключение в защищенный режим осуществляется одной инструкцией (с предварительно подготовленными таблицами дескрипторов) достаточно быс­тро. Обратное переключение в реальный режим возможно только через аппа­ратный сброс процессора, что требует значительных затрат времени.

Система команд 80286 включает все команды 8086/88 и имеет ряд допол­нительных команд, из которых разработчику аппаратуры наиболее интересны инструкции ввода/вывода байта (слова) в строку памяти, одиночные (INSB, INSW, OUTSB, OUTSW). Эти инструкции обеспечивают возможность программного ввода/вывода РIO (Programmable Input/Output), производительность которого выше, чем у стандартного канала прямого доступа к памяти PC.

По составу и назначению в реальном режиме регистры 80286 в основ­ном совпадают с регистрами 8086/88. Изменения касаются назначения бит ре­гистра флагов и использования сегментных регистров в защищенном режиме. Как и 8086, процессор 80286 имеет 16-битную шину данных и очередь команд 6 байт. За счет архитектуры сокращено время выполнения операций: процес­сор 80286 с тактовой частотой 12, 5 МГц работает более чем в 6 раз быстрее, чем 8086 с тактовой частотой 5 МГц. Предусмотрена возможность использова­ния высокопроизводительного математического сопроцессора 80287, программ­но совместимого с 8087.

Под управлением MS-DOS процессор 80286 обычно используется реаль­ный режим. Защищенный режим используют ОС типа XENIX, UNIX, OS/2, NetWare286 и оболочка MS Windows. Хотя преимущества этого процессора в PC реализовались лишь частично (он в основном использовался как быстрый процессор 8086), именно с этим процессором связан настоящий бум на рынке PC.