Microprocesadores

Informática. PC (Personal Computer). CPU (Central Process Unit). Microprocesadores 8086 y 8088. Microprocesador 80286. Microprocesador 80386. Microprocesador 80486. Familia de procesadores Pentium. Microprocesadores AMD. Comparativas entre INTEL y AMD

  • Enviado por: Miguel Ángel
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 160 páginas
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Indice:

1.-¿Qué es el microprocesador?____________________________________2

2.-Historia de los microprocesadores ________________________________5

3.-Microprocesadores 8086 y 8088_________________________________13

4.-Microprocesador 80286________________________________________25

5.-Microprocesador 80386________________________________________41

6.-Microprocesador 80486________________________________________56

7.-Familia de procesadores Pentium:________________________________65

a.- Historia______________________________________________65

b.- Pentium______________________________________________66

c.- Pentium II____________________________________________82

d.- Pentium III____________________________________________93

e.- Pentium Itanium______________________________________104

8.-Microprocesadores AMD:______________________________________109

a.- AMD K5____________________________________________109

b.- AMD K6 I___________________________________________110

c.- AMD K6 II___________________________________________111

d.- AMD K6 III__________________________________________112

e.- AMD K7____________________________________________123

f - AMD Sledgehammer__________________________________144

9.- Otros microprocesadores:_____________________________________146

  • Winchip c6___________________________________________146

  • Cyrix 6*86____________________________________________151

  • Cyrix MII_____________________________________________152

10.- Comparativas entre INTEL y AMD _____________________________153

11.- Bibliografía________________________________________________159

1.-¿Qué es el microprocesador?

El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.

Los micros, como los llamaremos en adelante, suelen tener forma de cuadrado o rectángulo negro, y van o bien sobre un elemento llamado zócalo (socket en inglés) o soldados en la placa o, en el caso del Pentium II, metidos dentro de una especie de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en sí está soldado en el interior de dicho cartucho).

A veces al micro se le denomina "la CPU" (Central Process Unit, Unidad Central de Proceso), aunque este término tiene cierta ambigüedad, pues también puede referirse a toda la caja que contiene la placa base, el micro, las tarjetas y el resto de la circuitería principal del ordenador.

La velocidad de un micro se mide en megahercios (MHz), aunque esto es sólo una medida de la fuerza bruta del micro; un micro simple y anticuado a 200 MHz puede ser mucho más lento que uno más complejo y moderno (con más transistores, mejor organizado...) que vaya a "sólo" 150 MHz. Es lo mismo que ocurre con los motores de coche: un motor americano de los años 60 puede tener 5.000 cm3, pero no tiene nada que hacer contra un multiválvula actual de "sólo" 2.000 cm3.

Debido a la extrema dificultad de fabricar componentes electrónicos que funcionen a las inmensas velocidades de MHz habituales hoy en día, todos los micros modernos tienen 2 velocidades:

  • Velocidad interna: la velocidad a la que funciona el micro internamente (200, 333, 450... MHz).

  • Velocidad externa o de bus: o también "FSB"; la velocidad con la que se comunican el micro y la placa base, para poder abaratar el precio de ésta. Típicamente, 33, 60, 66 ó 100 MHz.

La cifra por la que se multiplica la velocidad externa o de la placa para dar la interna o del micro es el multiplicador; por ejemplo, un Pentium III a 450 MHz utiliza una velocidad de bus de 100 MHz y un multiplicador 4,5x.

Partes de un microprocesador

En un micro podemos diferenciar diversas partes:

  • el encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.

  • la memoria caché: una memoria ultrarrápida que sirve al micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera.
    Es lo que se conoce como caché de primer nivel; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Todos los micros tipo Intel desde el 486 tienen esta memoria, también llamada caché interna.

  • el coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos; también puede estar en el exterior del micro, en otro chip.

  • el resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros, registros, etc.) que no merece la pena detallar aquí.

Los MHz y el índice iCOMP

Debe tenerse en cuenta que un ordenador con un micro a 600 MHz no será nunca el doble de rápido que uno con un micro a 300 Mhz, hay que tener en cuenta factores como la velocidad de la placa o la influencia de los demás componentes.

Esto no se tiene apenas en cuenta en el índice iCOMP, una tabla o gráfico de valores del supuesto rendimiento de los micros marca Intel. Es muy utilizado por Intel en sus folletos publicitarios, aunque no es en absoluto representativo del rendimiento final de un ordenador con alguno de esos micros.

En realidad, las diferencias están muy exageradas, a base de realizar pruebas que casi sólo dependen del micro (y no de la placa base, la tarjeta de vídeo, el disco duro...), por lo que siempre parece que el rendimiento del ordenador crecerá linealmente con el número de MHz, cosa que no ocurre prácticamente jamás. Un ordenador con Pentium MMX a 233 MHz es sólo un 3 ó 4% mejor que uno a 200 MHz, y no el 16,5% de su diferencia de MHz ni el 11,5% de sus índices iCOMP. Parecerá increíble, pero es así.

Vamos, que si le quieren vender un ordenador con el argumento de que tiene x MHz más, o un índice iCOMP inmenso, muéstrese muy escéptico. Mejor un ordenador con todos sus componentes regulares (mucha memoria, buena tarjeta de vídeo...) que un trasto a muchísimos MHz.

2.-Historia de los microprocesadores

El primer "PC" o Personal Computer fue inventado por IBM en 1.981 (a decir verdad, ya existían ordenadores personales antes, pero el modelo de IBM tuvo gran éxito, entre otras cosas porque era fácil de copiar). En su interior había un micro denominado 8088, de una empresa no muy conocida (en serio!!) llamada Intel.

Las prestaciones de dicho chip resultan risibles hoy en día: un chip de 8 bits trabajando a 4,77 MHz (sí, 4 coma 77), aunque bastante razonables para una época en la que el chip de moda era el Z80 de Zilog, el motor de aquellos entrañables Spectrum que hicieron furor en aquellos tiempos, gracias sobre todo a juegos increíbles, con más gracia y arte que muchos actuales para Pentium MMX.

El 8088 era una versión de prestaciones reducidas del 8086, que marcó la coletilla "86" para los siguientes chips Intel: el 80186 (que se usó principalmente para controlar periféricos), el 80286 (de cifras aterradoras, 16 bits y hasta 20 MHz) y por fin, en 1.987, el primer micro de 32 bits, el 80386 o simplemente 386.

Al ser de 32 bits (ya comentaremos qué significa esto de los bits) permitía idear software más moderno, con funcionalidades como multitarea real, es decir, disponer de más de un programa trabajando a la vez. A partir de entonces todos los chips compatibles Intel han sido de 32 bits, incluso el flamante Pentium II.

Ocupémonos ahora de eso de compatibles Intel. El mundo PC no es todo el mundo de la informática personal; existen por ejemplo los Atari o los Apple, que desde el principio confiaron en otra empresa llamada Motorola. Sin embargo, el software de esos ordenadores no es compatible con el tipo de instrucciones de la familia 80x86 de Intel; esos micros, pese a ser en ocasiones mejores que los Intel, sencillamente no entienden las órdenes utilizadas en los micros Intel, por lo que se dice que no son compatibles Intel.

Aunque sí existen chips compatibles Intel de otras empresas, entre las que destacan AMD y Cyrix. Estas empresas comenzaron copiando flagrantemente a Intel, hasta hacerle a veces mucho daño (con productos como el 386 de AMD, que llegaba a 40 MHz frente a 33 MHz del de Intel, o bien en el mercado 486). Posteriormente perdieron el carro de Intel, especialmente el publicitario, y hoy en día resurgen con ideas nuevas, buenas y propias, no adoptadas como antes.

Volviendo a la historia, un día llegó el 486, que era un 386 con un coprocesador matemático incorporado y una memoria caché integrada, lo que le hacía más rápido; desde entonces todos los chips tienen ambos en su interior.

Luego vino el Pentium, un nombre inventado para evitar que surgieran 586s marca AMD o Cyrix, ya que no era posible patentar un número pero sí un nombre, lo que aprovecharon para sacar fuertes campañas de publicidad del "Intel Inside" (Intel dentro), hasta llegar a los técnicos informáticos de colores que anunciaban los Pentium MMX y los Pentium II.

Sobre ellos (los MMX y II, no los tipos ridículos de colores) y otros modelos recientes, hablaremos más adelante.

Microprocesadores antiguos

Tal como está el mundo, podríamos decir que cualquiera que tenga más de un mes en el mercado. De todas formas, aquí vamos a suponer antiguo a todo micro que no sea un Pentium o similar (K5, K6, 6x86, Celeron...).

8086, 8088, 286

Les juntamos por ser todos prehistóricos y de rendimiento similar. Los ordenadores con los dos primeros eran en ocasiones conocidos como ordenadores XT, mientras que los que tenían un 286 (80286 para los puristas) se conocían como AT. En España se vendieron muchos ordenadores con estos micros por la firma Amstrad, por ejemplo.

Ninguno era de 32 bits, sino de 8 ó 16, bien en el bus interno o el externo. Esto significa que los datos iban por caminos (buses) que eran de 8 ó 16 bits, bien por dentro del chip o cuando salían al exterior, por ejemplo para ir a la memoria. Este número reducido de bits (un bit es la unidad mínima de información en electrónica) limita sus posibilidades en gran medida.

Un chip de estas características tiene como entorno preferente y casi único el DOS, aunque puede hacerse correr Windows 3.1 sobre un 286 a 16 ó 20 MHz si las aplicaciones que vamos a utilizar no son nada exigentes; personalmente, he usado el procesador de textos AmiPro 1.2 en Windows 3.1 en un 286 y sólo era cuestión de tomármelo con calma (mucha calma cuando le mandaba imprimir, eso sí).

Sin embargo, si tiene un ordenador así, no lo tire; puede usarlo para escribir textos (con algún WordPerfect antiguo), para jugar a juegos antiguos pero adictivos (como el Tetris, Prince of Persia, y otros clásicos), o incluso para navegar por Internet, sobre todo si el monitor es VGA y tiene un módem "viejo" (por ejemplo un 14.400).

386, 386 SX

Estos chips ya son más modernos, aunque aún del Neolítico informático. Su ventaja es que son de 32 bits; o mejor dicho, el 386 es de 32 bits; el 386 SX es de 32 bits internamente, pero de 16 en el bus externo, lo que le hace hasta un 25% más lento que el original, conocido como DX.

Lo curioso es que el original, el 386, sea el más potente. La versión SX fue sacada al mercado por Intel siguiendo una táctica comercial típica en esta empresa: dejar adelantos tecnológicos en reserva, manteniendo los precios altos, mientras se sacan versiones reducidas (las "SX") a precios más bajos.

La cuestión es que ambos pueden usar software de 32 bits, aunque si lo que quiere usar es Windows 95 ¡ni se le ocurra pensar en un 386! Suponiendo que tenga suficiente memoria RAM, disco, etc., prepárese para esperar horas para cualquier tontería.

Su ámbito natural es DOS y Windows 3.x, donde pueden manejar aplicaciones bastante profesionales como Microsoft Word sin demasiados problemas, e incluso navegar por Internet de forma razonablemente rápida. Si lo que quiere es multitarea y software de 32 bits en un 386, piense en los sistemas operativos OS/2 o Linux (¡este último es gratis!).

486, 486 SX, DX, DX2 y DX4

La historia se repite, aunque esta vez entra en el campo del absurdo de la mano del márketing "Intel Inside". El 486 es el original, y su nombre completo es 80486 DX; consiste en:

  • un corazón 386 actualizado, depurado y afinado;

  • un coprocesador matemático para coma flotante integrado;

  • una memoria caché (de 8 Kb en el DX original de Intel).

Es de notar que la puesta a punto del núcleo 386 y sobre todo la memoria caché lo hacen mucho más rápido, casi el doble, que un 386 a su misma velocidad de reloj (mismos MHz); hasta aquí el original. Veamos las variantes:

  • 486 SX: un DX sin coprocesador matemático. ¿Que cómo se hace eso? Sencillo: se hacen todos como DX y se quema el coprocesador, tras lo cual en vez de "DX" se escribe "SX" sobre el chip. Dantesco, ¿verdad? Pero la teoría dice que si lo haces y lo vendes más barato, sacas dinero de alguna forma. Lo dicho, alucinante.

  • 486 DX2: o el "2x1": un 486 "completo" que va internamente el doble de rápido que externamente (es decir, al doble de MHz). Así, un 486 DX2-66 va a 66 MHz en su interior y a 33 MHz en sus comunicaciones con la placa (memoria, caché secundaria...). Buena idea, Intel.

  • 486 DX4: o cómo hacer que 3x1=4. El mismo truco que antes, pero multiplicando por 3 en vez de por 2 (DX4-100 significa 33x3=99 ó, más o menos, 100). ¿Que por qué no se llama DX3? Márketing, chicos, márketing. El 4 es más bonito y grande...

En este terreno Cyrix y AMD hicieron de todo, desde micros "light" que eran 386 potenciados (por ejemplo, con sólo 1 Kb de caché en vez de 8) hasta chips muy buenos como el que usé para empezar a escribir esto: un AMD DX4-120 (40 MHz por 3), que rinde casi (casi) como un Pentium 75, o incluso uno a 133 MHz (33 MHz por 4 y 16 Kb de caché!!).

Por cierto, tanto "por" acaba por generar un cuello de botella, ya que hacer pasar 100 ó 133 MHz por un hueco para 33 es complicado, lo que hace que más que "x3" acabe siendo algo así como "x2,75" (que tampoco está mal). Además, genera calor, por lo que debe usarse un disipador de cobre y un ventilador sobre el chip.

En un 486 se puede hacer de todo, sobre todo si supera los 66 MHz y tenemos suficiente RAM; por ejemplo, yo he hecho estas páginas, que no es poco.

Microprocesadores modernos

Modernos dentro de un orden, ya que actualmente la mayoría ni se fabrican. De todas formas, son micros bastante decentes, de la clase que no debería ser cambiada salvo por defunción o puro vicio (vicio comprensible, sin duda).

Pentium "clásicos"

¿Y llegó por fin el esperado 586? No, y no llegaría nunca. Intel se hartó de que le copiaran el nombre de sus micros, desempolvó su latín y se dio cuenta de que 5=Pentium (o algo así), tras lo que lo registró con todo tipo de Copyrights.

Los primeros Pentium, los de 60 y 66 MHz, eran, pura y simplemente, experimentos. Eso sí, los vendían (bien caros) como terminados, aunque se calentasen como demonios (iban a 5 V) y tuvieran un fallo en la unidad matemática. Pero Intel ya era INTEL, y podía permitírselo.

Luego los depuraron, les bajaron el voltaje a 3,3 V y empezó de nuevo el márketing. Fijaron las frecuencias de las placas base en 50, 60 ó 66 MHz, y sacaron, más o menos por este orden, chips a 90, 100, 75, 120, 133, 150, 166 y 200 MHz (que iban internamente a 50, 60 ó 66 x1,5, x2, x2,5...). Una situación absurda, propia del lema "Intel Inside".

El caso es que sobraban muchas de las variantes, pues un 120 (60x2) no era mucho mejor que un 100 (66x1,5), y entre el 133 (66x2) y el 150 (60x2,5) la diferencia era del orden del 2% (o menor), debido a esa diferencia a nivel de placa. Además, el "cuello de botella" hacía que el 200 se pareciera peligrosamente a un 166 en un buen día.

Pero el caso es que eran buenos chips, eficientes y matemáticamente insuperables, aunque con esos fallos en los primeros modelos. Además, eran superescalares, o en cristiano: admitían más de una orden a la vez (casi como si fueran 2 micros juntos). Así que la competencia se puso el hábito de penitente, y padeció, y padeció...

K5 de AMD

...Hasta que AMD se cansó de padecer y sacó su "Pentium clónico", que no era tal, pues ni podía llamarlo Pentium (copyright, chicos) ni estaba copiado, sino que le costó sangre, sudor, lágrimas... y varios años de retraso.

El K5 era un buen chip, rápido para labores de oficina pero con peor coprocesador matemático que el Pentium, por lo que no era apropiado para CAD ni para ciertos juegos tipo Quake, que son las únicas aplicaciones que usan esta parte del micro. Su ventaja, la relación prestaciones/precio.

Técnicamente, los modelos PR75, PR90 y PR100 se configuraban igual que sus PR equivalentes (sus Performance Rating) en Pentium, mientras que los PR120, PR133 y PR166 eran más avanzados, por lo que necesitaban ir a menos MHz (sólo 90, 100 y 116,66 MHz) para alcanzar ese PR equivalente.

6x86 (M1) de Cyrix (o IBM)

Un señor avance de Cyrix. Un chip tan bueno que, a los mismos MHz, era algo mejor que un Pentium, por lo que los llamaban por su PR (un índice que indicaba cuál sería su Pentium equivalente); AMD usó también este método para tres de sus K5 (los PR120, 133 y 166). Según Cyrix, un 6x86 P133 iba a menos MHz (en concreto 110), pero rendía tanto o más que un Pentium a 133. Bueno, más o menos; no siempre era así.

En realidad, algunos cálculos de Cyrix le beneficiaban un poco, ya que le daban un par de puntos más de los reales; pero esto era insignificante. El auténtico problema radicaba en su unidad de coma flotante, francamente mala.

El 6x86 (también llamado M1) era una elección fantástica para trabajar rápido y a buen precio con Office, WordPerfect, Windows 95... pero mala, peor que un K5 de AMD, si se trataba de AutoCAD, Microstation o, sobre todo, juegos. Jugar a Quake en un 6x86 es una experiencia horrible, hasta el punto de que muchos juegos de alta gama no arrancan si lo detectan. Una pena...

Otro problema de estos chips era que se calentaban mucho, por lo que hicieron una versión de bajo voltaje llamada 6x86L (low voltage). Ah, Cyrix no tiene fábricas propias, por lo que se lo hace IBM, que se queda un chip de cada dos. Por eso a veces aparece como "6x86 de IBM", que parece que asusta menos al comprador.

Pentium Pro

Mientras AMD y Cyrix padecían su particular viacrucis, Intel decidió innovar el terreno informático y sacó un "súper-micro", al que tuvo la original idea de apellidar Pro (fesional, suponemos).

Este micro era más superescalar que el Pentium, tenía un núcleo más depurado, incluía una unidad matemática aún más rápida y, sobre todo, tenía la caché de segundo nivel en el encapsulado del chip. Esto no quiere decir que fuera una nueva caché interna, término que se reserva para la de primer nivel.

Un Pentium Pro tiene una caché de primer nivel junto al resto del micro, y además una de segundo nivel "en la habitación de al lado", sólo separada del corazón del micro por un centímetro y a la misma velocidad que éste, no a la de la placa (más baja); digamos que es semi-interna. El micro es bastante grande, para poder alojar a la caché, y va sobre un zócalo rectangular llamado socket 8.

El único problema de este micro era su carácter profesional. Además de ser muy caro, necesitaba correr software sólo de 32 bits. Con software de 16 bits, o incluso una mezcla de 32 y 16 bits como Windows 95, su rendimiento es menor que el de un Pentium clásico; sin embargo, en Windows NT, OS/2 o Linux, literalmente vuela.

Pentium MMX

Es un micro propio de la filosofía Intel. Con un gran chip como el Pentium Pro ya en el mercado, y a 3 meses escasos de sacar el Pentium II, decidió estirar un poco más la tecnología ya obsoleta del Pentium clásico en vez de ofrecer esas nuevas soluciones a un precio razonable.

Así que se inventó un nuevo conjunto de instrucciones para micro, que para ser modernos tuvieran que ver con el rendimiento de las aplicaciones multimedia, y las llamó MMX (MultiMedia eXtensions). Prometían que el nuevo Pentium, con las MMX y el doble de caché (32 Kb), podía tener ¡hasta un 60% más de rendimiento!!

Disculpen si respondo: ¡y unas narices! En ocasiones, la ventaja puede llegar al 25%, y sólo en aplicaciones muy optimizadas para MMX (ni Windows 95 ni Office lo son, por ejemplo). En el resto, no más de un 10%, que además se debe casi en exclusiva al aumento de la caché interna al doble.

¿La ventaja del chip, entonces? Que su precio final acaba siendo igual que si no fuera MMX. Además, consume y se calienta menos por tener voltaje reducido para el núcleo del chip (2,8 V). Por cierto, el modelo a 233 MHz (66 MHz en placa por 3,5) está tan estrangulado por ese "cuello de botella" que rinde poco más que el 200 (66 por 3).

Pentium II

¿El nuevo super-extra-chip? Pues no del todo. En realidad, se trata del viejo Pentium Pro, jubilado antes de tiempo, con algunos cambios (no todos para mejor) y en una nueva y fantástica presentación, el cartucho SEC: una cajita negra superchula que en vez de a un zócalo se conecta a una ranura llamada Slot 1.

Los cambios respecto al Pro son:

  • optimizado para MMX (no sirve de mucho, pero hay que estar en la onda, chicos);

  • nuevo encapsulado y conector a la placa (para eliminar a la competencia, como veremos);

  • rendimiento de 16 bits mejorado (ahora es mejor que un Pentium en Windows 95, pero a costa de desaprovecharlo; lo suyo son 32 bits puros);

  • caché secundaria encapsulada junto al chip (semi-interna, como si dijéramos), pero a la mitad de la velocidad de éste (un retroceso desde el Pro, que iba a la misma velocidad; abarata los costes de fabricación).

Vamos, un chip "Pro 2.0", con muchas luces y sombras. La mayor sombra, su método de conexión, el "Slot 1"; Intel lo ha patentado, lo que es algo así como patentar un enchufe cuadrado en vez de uno redondo (salvando las distancias, no nos pongamos puristas). El caso es que si la jugada le sale bien, puede conseguir que los PC sean todos marca Intel; ¡y decían que los sistemas propietarios eran cosa de Apple!

Eso sí, es el mejor chip del mercado, especialmente desde que no se fabrica el Pro. Para sacarle su auténtico jugo, nada de Windows 95: Windows NT, Linux u OS/2.

AMD K6

Un chip meritorio, mucho mejor que el K5. Incluye la "magia" MMX, aparte de un diseño interno increíblemente innovador y una caché interna de 64 Kb (no hace demasiado, ese tamaño lo tenían las cachés externas; casi da miedo).

Se "pincha" en un zócalo de Pentium normal (un socket 7, para ser precisos) y la caché secundaria la tiene en la placa base, a la manera clásica. Pese a esto, su rendimiento es muy bueno: mejor que un MMX y sólo algo peor que un II, siempre que se pruebe en Windows 95 (NT es terreno abonado para el Pentium II).

Aunque es algo peor en cuanto a cálculos de coma flotante (CAD y juegos), para oficina es la opción a elegir en todo el mundo... excepto España. Aquí nos ha encantado lo de "Intel Pentium Inside", y la gente no compra nada sin esta frase, por lo que casi nadie lo vende y mucho menos a los precios ridículos de lugares como EEUU o Alemania. Oferta y demanda, como todo; no basta con una buena idea, hay que convencer. De todas formas, hasta IBM lo usa en algunos de sus equipos; por algo será.

6x86MX (M2) de Cyrix (o IBM

Nada que añadir a lo dicho sobre el 6x86 clásico y el K6 de AMD; pues eso, un chip muy bueno para trabajo de oficinas, que incluye MMX y que nunca debe elegirse para CAD o juegos (peor que los AMD). Como antes, su ventaja es el precio, pero por desgracia no en España...

Celeron (Pentium II light)

En breve: un Pentium II sin la caché secundaria. Pensado para liquidar el mercado de placas base tipo Pentium no II (con socket 7, que se dice) y liquidar definitivamente a AMD y otras empresas molestas que usan estas placas. Esta gente de Intel no tiene compasión, sin duda...

Muy poco recomendable, rendimiento mucho más bajo que el de Pentium II, casi idéntico al del Pentium MMX (según lo que la misma Intel dixit, no yo)..

3.- Los microprocesadores 8086 y 8088

Historia del 8086/8088

En junio de 1978 Intel lanzó al mercado el primer microprocesador de 16 bits: el 8086. En junio de 1979 apareció el 8088 (internamente igual que el 8086 pero con bus de datos de 8 bits) y en 1980 los coprocesadores 8087 (matemático) y 8089 (de entrada y salida). El primer fabricante que desarrolló software y hardware para estos chips fue la propia Intel. Reconociendo la necesidad de dar soporte a estos circuitos integrados, la empresa invirtió gran cantidad de dinero en un gran y moderno edificio en Santa Clara, California, dedicado al diseño, fabricación y venta de sus sistemas de desarrollo que, como se explicó anteriormente, son computadoras autosuficientes con el hardware y software necesario para desarrollar software de microprocesadores.

Los sistemas de desarrollo son factores clave para asegurar las ventas de una empresa fabricantes de chips. La inmensa mayoría de ventas son a otras empresas, las cuales usan estos chips en aparatos electrónicos, diseñados, fabricados y comercializados por ellas mismas. A estas empresas se las llama "fabricantes de equipo original", o en inglés, OEM (Original Equipment Manufacturer). El disminuir el tiempo de desarrollo de hardware y software para las OEM es esencial, ya que el mercado de estos productos es muy competitivo. Necesitan soporte pues los meses que les puede llevar el desarrollo de las herramientas apropiadas les puede significar pérdidas por millones de dólares. Además quieren ser los primeros fabricantes en el mercado, con lo cual pueden asegurarse las ventas en dos áreas importantes: a corto plazo, ya que al principio la demanda es mucho mayor que la oferta, y a largo plazo, ya que el primer producto marca a menudo los estándares.

De esta manera la empresa Intel había desarrollado una serie completa de software que se ejecutaba en una microcomputadora basada en el 8085 llamada "Intellec Microcomputer Development System". Los programas incluían ensambladores cruzados (éstos son programas que se ejecutan en un microprocesador y generan código de máquina que se ejecuta en otro), compiladores de PL/M, Fortran y Pascal y varios programas de ayuda. Además había un programa traductor llamado CON V86 que convertía código fuente 8080/8085 a código fuente 8086/8088. Si se observan de cerca ambos conjuntos de instrucciones, queda claro que la transformación es sencilla si los registros se traducen así: A -> AL, B -> CH, C -> CL, D -> DH, E -> DL, H -> BH y L -> BL. Puede parecer complicado traducir LDAX B (por ejemplo) ya que el 8088 no puede utilizar el registro CX para direccionamiento indirecto, sin embargo, se puede hacer con la siguiente secuencia: MOV SI, CX; MOV AL, [SI]. Esto aprovecha el hecho que no se utiliza el registro SI. Por supuesto el programa resultante es más largo (en cantidad de bytes) y a veces más lento de correr que en su antecesor 8085. Este programa de conversión sólo servía para no tener que volver a escribir los programas en una primera etapa. Luego debería reescribirse el código fuente en assembler para poder obtener las ventajas de velocidad ofrecidas por el 8088. Luego debía correr el programa en la iSBC 86/12 Single Board Computer basado en el 8086. Debido al engorro que resultaba tener dos plaquetas diferentes, la empresa Godbout Electronics (también de California) desarrolló una placa donde estaban el 8085 y el 8088, donde se utilizaba un ensamblador cruzado provisto por la compañía Microsoft. Bajo control de software, podían conmutarse los microprocesadores. El sistema operativo utilizado era el CP/M (de Digital Research).

El desarrollo más notable para la familia 8086/8088 fue la elección de la CPU 8088 por parte de IBM (International Business Machines) cuando en 1981 entró en el campo de las computadoras personales. Esta computadora se desarrolló bajo un proyecto con el nombre "Acorn" (Proyecto "Bellota") pero se vendió bajo un nombre menos imaginativo, pero más correcto: "Computadora Personal IBM", con un precio inicial entre 1260 dólares y 3830 dólares según la configuración (con 48KB de memoria RAM y una unidad de discos flexibles con capacidad de 160KB costaba 2235 dólares). Esta computadora entró en competencia directa con las ofrecidas por Apple (basado en el 6502) y por Radio Shack (basado en el Z-80).

Arquitectura de los procesadores 8088 y 8086:

El 8086 es un microprocesador de 16 bits, tanto en lo que se refiere a su estructura como en sus conexiones externas, mientras que el 8088 es un procesador de 8 bits que internamente es casi idéntico al 8086. La única diferencia entre ambos es el tamaño del bus de datos externo. Intel trata esta igualdad interna y desigualdad externa dividiendo cada procesador 8086 y 8088 en dos sub-procesadores. O sea, cada uno consta de una unidad de ejecución (EU: Execution Unit) y una unidad interfaz del bus (BIU: Bus Interface Unit). La unidad de ejecución es la encargada de realizar todas las operaciones mientras que la unidad de interfaz del bus es la encargada de acceder a datos e instrucciones del mundo exterior. Las unidades de ejecución son idénticas en ambos microprocesadores, pero las unidades de interfaz del bus son diferentes en varias cuestiones, como se desprende del siguiente diagrama en bloques:

La ventaja de esta división fue el ahorro de esfuerzo necesario para producir el 8088. Sólo una mitad del 8086 (el BIU) tuvo que rediseñarse para producir el 8088.

La explicación del diagrama en bloques es la siguiente:

Registros de uso general del 8086/8088:

Tienen 16 bits cada uno y son ocho:

  • AX = Registro acumulador, dividido en AH y AL (8 bits cada uno).
    Usándolo se produce (en general) una instrucción que ocupa un byte menos que si se utilizaran otros registros de uso general. Su parte más baja, AL, también tiene esta propiedad. El último registro mencionado es el equivalente al acumulador de los procesadores anteriores (8080 y 8085). Además hay instrucciones como DAA; DAS; AAA; AAS; AAM; AAD; LAHF; SAHF; CBW; IN y OUT que trabajan con AX o con uno de sus dos bytes (AH o AL). También se utiliza este registro (junto con DX a veces) en multiplicaciones y divisiones.

  • BX = Registro base, dividido en BH y BL.
    Es el registro base de propósito similar (se usa para direccionamiento indirecto) y es una versión más potente del par de registros HL de los procesadores anteriores.

  • CX = Registro contador, dividido en CH y CL.
    Se utiliza como contador en bucles (instrucción LOOP), en operaciones con cadenas (usando el prefijo REP) y en desplazamientos y rotaciones (usando el registro CL en los dos últimos casos).

  • DX = Registro de datos, dividido en DH y DL.
    Se utiliza junto con el registro AX en multiplicaciones y divisiones, en la instrucción CWD y en IN y OUT para direccionamiento indirecto de puertos (el registro DX indica el número de puerto de entrada/salida).

  • SP = Puntero de pila (no se puede subdividir).
    Aunque es un registro de uso general, debe utilizarse sólo como puntero de pila, la cual sirve para almacenar las direcciones de retorno de subrutinas y los datos temporarios (mediante las instrucciones PUSH y POP). Al introducir (push) un valor en la pila a este registro se le resta dos, mientras que al extraer (pop) un valor de la pila este a registro se le suma dos.

  • BP = Puntero base (no se puede subdividir).
    Generalmente se utiliza para realizar direccionamiento indirecto dentro de la pila.

  • SI = Puntero índice (no se puede subdividir).
    Sirve como puntero fuente para las operaciones con cadenas. También sirve para realizar direccionamiento indirecto.

  • DI = Puntero destino (no se puede subdividir).
    Sirve como puntero destino para las operaciones con cadenas. También sirve para realizar direccionamiento indirecto.

  • Cualquiera de estos registros puede utilizarse como fuente o destino en operaciones aritméticas y lógicas, lo que no se puede hacer con ninguno de los seis registros que se verán más adelante.

    Además de lo anterior, cada registro tiene usos especiales:

    Unidad aritmética y lógica

    Es la encargada de realizar las operaciones aritméticas (suma, suma con "arrastre", resta, resta con "préstamo" y comparaciones) y lógicas (AND, OR, XOR y TEST). Las operaciones pueden ser de 16 bits o de 8 bits.

    Indicadores (flags)

    Hay nueve indicadores de un bit en este registro de 16 bits. Los cuatro bits más significativos están indefinidos, mientras que hay tres bits con valores determinados: los bits 5 y 3 siempre valen cero y el bit 1 siempre vale uno (esto también ocurría en los procesadores anteriores).

    Registro de indicadores (16 bits)

    Bit

    15

    14

    13

    12

    11

    10

    9

    8

    7

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    0

    Flag

    --

    --

    --

    --

    OF

    DF

    IF

    TF

    SF

    ZF

    0

    AF

    0

    PF

    1

    CF

    CF (Carry Flag, bit 0): Si vale 1, indica que hubo "arrastre" (en caso de suma) hacia, o "préstamo" (en caso de resta) desde el bit de orden más significativo del resultado. Este indicador es usado por instrucciones que suman o restan números que ocupan varios bytes. Las instrucciones de rotación pueden aislar un bit de la memoria o de un registro poniéndolo en el CF.

    PF (Parity Flag, bit 2): Si vale uno, el resultado tiene paridad par, es decir, un número par de bits a 1. Este indicador se puede utilizar para detectar errores en transmisiones.

    AF (Auxiliary carry Flag, bit 4): Si vale 1, indica que hubo "arrastre" o "préstamo" del nibble (cuatro bits) menos significativo al nibble más significativo. Este indicador se usa con las instrucciones de ajuste decimal.

    ZF (Zero Flag, bit 6): Si este indicador vale 1, el resultado de la operación es cero.

    SF (Sign Flag, bit 7): Refleja el bit más significativo del resultado. Como los números negativos se representan en la notación de complemento a dos, este bit representa el signo: 0 si es positivo, 1 si es negativo.

    TF (Trap Flag, bit 8): Si vale 1, el procesador está en modo paso a paso. En este modo, la CPU automáticamente genera una interrupción interna después de cada instrucción, permitiendo inspeccionar los resultados del programa a medida que se ejecuta instrucción por instrucción.

    IF (Interrupt Flag, bit 9): Si vale 1, la CPU reconoce pedidos de interrupción externas enmascarables (por el pin INTR). Si vale 0, no se reconocen tales interrupciones. Las interrupciones no enmascarables y las internas siempre se reconocen independientemente del valor de IF.

    DF (Direction Flag, bit 10): Si vale 1, las instrucciones con cadenas sufrirán "auto-decremento", esto es, se procesarán las cadenas desde las direcciones más altas de memoria hacia las más bajas. Si vale 0, habrá "auto-incremento", lo que quiere decir que las cadenas se procesarán de "izquierda a derecha".

    OF (Overflow flag, bit 11): Si vale 1, hubo un desborde en una operación aritmética con signo, esto es, un dígito significativo se perdió debido a que tamaño del resultado es mayor que el tamaño del destino.

    Sistema de control de la unidad de ejecución

    Es el encargado de decodificar las instrucciones que le envía la cola y enviarle las órdenes a la unidad aritmética y lógica según una tabla que tiene almacenada en ROM llamada CROM (Control Read Only Memory).

    Cola de instrucciones

    Almacena las instrucciones para ser ejecutadas. La cola se carga cuando el bus está desocupado, de esta manera se logra una mayor eficiencia del mismo. La cola del 8086 tiene 6 bytes y se carga de a dos bytes por vez (debido al tamaño del bus de datos), mientras que el del 8088 tiene cuatro bytes. Esta estructura tiene rendimiento óptimo cuando no se realizan saltos, ya que en este caso habría que vaciar la cola (porque no se van a ejecutar las instrucciones que van después del salto) y volverla a cargar con instrucciones que se encuentran a partir de la dirección a donde se salta. Debido a esto las instrucciones de salto son (después de multiplicaciones y divisiones) las más lentas de este microprocesador.

    Registros de la unidad de interfaz con el bus:

    El programador puede acceder a cinco registros de 16 bits cada uno, siendo cuatro de ellos registros de segmento y el restante el puntero de instrucción (IP).

    Los registros de segmento se llaman:

    CS: Registro de segmento de código.
    DS: Registro de segmento de datos.
    ES: Registro de segmento extra.
    SS: Registro de segmento de pila.

    La utilización de estos registros se explica más adelante, en la sección que trata de direccionamiento a memoria.

    Lógica de control del bus:

    El cometido de este bloque es poder unir los bloques anteriormente mencionados con el mundo exterior, es decir, la memoria y los periféricos.

    El 8088 tiene un bus de datos externo reducido de 8 bits. La razón para ello era prever la continuidad entre el 8086 y los antiguos procesadores de 8 bits, como el 8080 y el 8085. Teniendo el mismo tamaño del bus (así como similares requerimientos de control y tiempo), el 8088, que es internamente un procesador de 16 bits, puede reemplazar a los microprocesadores ya nombrados en un sistema ya existente.

    El 8088 tiene muchas señales en común con el 8085, particularmente las asociadas con la forma en que los datos y las direcciones están multiplexadas, aunque el 8088 no produce sus propias señales de reloj como lo hace el 8085 (necesita un chip de soporte llamado 8284, que es diferente del 8224 que necesitaba el microprocesador 8080). El 8088 y el 8085 siguen el mismo esquema de compartir los terminales correspondientes a los 8 bits más bajos del bus de direcciones con los 8 bits del bus de datos, de manera que se ahorran 8 terminales para otras funciones del microprocesador. El 8086 comparte los 16 bits del bus de datos con los 16 más bajos del bus de direcciones.

    El 8085 y el 8088 pueden, de hecho, dirigir directamente los mismos chips controladores de periféricos. Las investigaciones de hardware para sistemas basados en el 8080 o el 8085 son, en su mayoría, aplicables al 8088.

    En todo lo recién explicado se basó el éxito del 8088.

    Terminales (pinout) del 8088

    Este microprocesador está encapsulado en el formato DIP (Dual Inline Package) de 40 patas (veinte de cada lado). La distancia entre las patas es de 0,1 pulgadas (2,54 milímetros), mientras que la distancia entre patas enfrentadas es de 0,6 pulgadas (15,32 milímetros).

    Nótese en el gráfico el semicírculo que identifica la posición de la pata 1. Esto sirve para no insertar el chip al revés en el circuito impreso.

    El 8086/8088 puede conectarse al circuito de dos formas distintas: el modo máximo y el modo mínimo. El modo queda determinado al poner un determinado terminal (llamado MN/MX) a tierra o a la tensión de alimentación. El 8086/8088 debe estar en modo máximo si se desea trabajar en colaboración con el Procesador de Datos Numérico 8087 y/o el Procesador de Entrada/Salida 8089 (de aquí se desprende que en la IBM PC el 8088 está en modo máximo). En este modo el 8086/8088 depende de otros chips adicionales como el Controlador de Bus 8288 para generar el conjunto completo de señales del bus de control. El modo mínimo permite al 8086/8088 trabajar de una forma más autónoma (para circuitos más sencillos) en una manera casi idéntica al microprocesador 8085.

    Los 40 pines del 8088 en modo mínimo tienen las siguientes funciones:

  • GND (Masa)

  • A14 (Bus de direcciones)

  • A13 (Bus de direcciones)

  • A12 (Bus de direcciones)

  • A11 (Bus de direcciones)

  • A10 (Bus de direcciones)

  • A9 (Bus de direcciones)

  • A8 (Bus de direcciones)

  • AD7 (Bus de direcciones y datos)

  • AD6 (Bus de direcciones y datos)

  • AD5 (Bus de direcciones y datos)

  • AD4 (Bus de direcciones y datos)

  • AD3 (Bus de direcciones y datos)

  • AD2 (Bus de direcciones y datos)

  • AD1 (Bus de direcciones y datos)

  • AD0 (Bus de direcciones y datos)

  • NMI (Entrada de interrupción no enmascarable)

  • INTR (Entrada de interrupción enmascarable)

  • CLK (Entrada de reloj generada por el 8284)

  • GND (Masa)

  • RESET (Para inicializar el 8088)

  • READY (Para sincronizar periféricos y memorias lentas)

  • /TEST

  • /INTA (El 8088 indica que reconoció la interrupción)

  • ALE (Cuando está uno indica que salen direcciones por AD, en caso contrario, es el bus de datos)

  • /DEN (Data enable: cuando vale cero debe habilitar los transceptores 8286 y 8287 (se conecta al pin de "output enable"), esto sirve para que no se mezclen los datos y las direcciones).

  • DT/R (Data transmit/receive: se conecta al pin de dirección de los chips recién indicados).

  • IO/M (Si vale 1: operaciones con ports, si vale 0: operaciones con la memoria)

  • /WR (Cuando vale cero hay una escritura)

  • HLDA (Hold Acknowledge: el 8088 reconoce el HOLD)

  • HOLD (Indica que otro integrado quiere adueñarse del control de los buses, generalmente se usa para DMA o acceso directo a memoria).

  • /RD (Cuando vale cero hay una lectura)

  • MN/MX (Cuando esta entrada está en estado alto, el 8088 está en modo mínimo, en caso contrario está en modo máximo)

  • /SSO (Junto con IO/M y DT/R esta salida sirve para determinar estados del 8088)

  • A19/S6 (Bus de direcciones/bit de estado)

  • A18/S5 (Bus de direcciones/bit de estado)

  • A17/S4 (Bus de direcciones/bit de estado)

  • A16/S3 (Bus de direcciones/bit de estado)

  • A15 (Bus de direcciones)

  • Vcc (+5V)

  • En modo máximo (cuando se aplica +5V al pin 33) hay algunos pines que cambian de significado:

    24.- QS1: Estado de la cola de instrucciones (bit 1).
    25.- QS0: Estado de la cola de instrucciones (bit 0).
    26.- S0: Bit de estado 0.
    27.- S1: Bit de estado 1.
    28.- S2: Bit de estado 2.
    29.- /LOCK: Cuando vale cero indica a otros controladores del bus (otros microprocesadores o un dispositivo de DMA) que no deben ganar el control del bus. Se activa poniéndose a cero cuando una instrucción tiene el prefijo LOCK.
    30.- RQ/GT1: Es bidireccional y tiene la misma función que HOLD/HLDA en modo mínimo.
    31.- RQ/GT0: Como RQ/GT1 pero tiene mayor prioridad.
    34.- Esta salida siempre está a uno.

    Por ser este microprocesador mucho más complejo que el 8085, tiene más bits de estado que el recién mencionado. A título informativo se detallan los bits de estado:

    S2

    IO/M

    DT/R

    /SSO

    Significado

    S1

    S0

    1

    0

    0

    0

    Acceso a código (instrucciones)

    1

    0

    0

    1

    Lectura de memoria

    1

    0

    1

    0

    Escritura a memoria

    1

    0

    1

    1

    Bus pasivo (no hace nada)

    0

    1

    0

    0

    Reconocimiento de interrupción

    0

    1

    0

    1

    Lectura de puerto de entrada/salida

    0

    1

    1

    0

    Escritura a puerto de E/S

    0

    1

    1

    1

    Estado de parada (Halt)

    QS1

    QS0

    Significado

    0

    0

    No hay operación

    0

    1

    Primer byte del código de operación

    1

    0

    Se vacía la cola de instrucciones

    1

    1

    Siguiente byte de la instrucción

    Modos de direccionamiento del 8086/8088:

    Estos procesadores tienen 27 modos de direccionamiento (una cantidad bastante más grande que los microprocesadores anteriores) o reglas para localizar un operando de una instrucción. Tres de ellos son comunes a microprocesadores anteriores: direccionamiento inmediato (el operando es un número que se encuentra en la misma instrucción), direccionamiento a registro (el operando es un registro del microprocesador) y direccionamiento inherente (el operando está implícito en la instrucción, por ejemplo, en la multiplicación uno de los operandos siempre es el acumulador). El resto de los modos sirve para localizar un operando en memoria. Para facilitar la explicación de estos modos, se pueden resumir de la siguiente manera:

    Deben sumarse cuatro cantidades: 1) dirección de segmento, 2) dirección base, 3) una cantidad índice y 4) un desplazamiento.

    La dirección de segmento se almacena en el registro de segmento (DS, ES, SS o CS). En la próxima sección se indica la forma en que se hace esto. Por ahora basta con saber que el contenido del registro de segmento se multiplica por 16 antes de utilizarse para obtener la dirección real. El registro de segmentación siempre se usa para referenciar a memoria.

    La base se almacena en el registro base (BX o BP). El índice se almacena en el registro índice (SI o DI). Cualquiera de estas dos cantidades, la suma de las dos o ninguna, pueden utilizarse para calcular la dirección real, pero no pueden sumarse dos bases o dos índices. Los registros restantes (AX, CX, DX y SP) no pueden utilizarse para direccionamiento indirecto. El programador puede utilizar tanto la base como el índice para gestionar ciertas cosas, tales como matrices de dos dimensiones, o estructuras internas a otras estructuras, esquemas que se utilizan en las prácticas comunes de programación. La base y el índice son variables o dinámicas, ya que están almacenadas en registros de la CPU. Es decir, pueden modificarse fácilmente mientras se ejecuta un programa.

    Además del segmento, base e índice, se usa un desplazamiento de 16 bits, 8 bits o 0 bits (sin desplazamiento). Ésta es una cantidad estática que se fija al tiempo de ensamblado (paso de código fuente a código de máquina) y no puede cambiarse durante la ejecución del programa (a menos que el programa se escriba sobre sí mismo, lo que constituye una práctica no aconsejada).

    Todo esto genera los 24 modos de direccionamiento a memoria que se ven a continuación:

    - Registro indirecto: 1) [BX], 2) [DI]. 3) [SI].
    - Basado: 4) desp8[BX], 5) desp8[BP], 6) desp16[BX], 7) desp16[BP].
    - Indexado: 8) desp8[SI], 9) desp8[DI], 10) desp16[SI], 11) desp16[DI].
    - Basado-indexado: 12) [BX+SI], 13) [BX+DI], 14) [BP+SI], 15) [BX+DI].
    - Basado-indexado con desplazamiento: 16) desp8[BX+SI], 17) desp8[BX+DI], 18) desp8[BP+SI], 19) desp8[BX+DI], 20) desp16[BX+SI], 21) desp16[BX+DI], 22) desp16[BP+SI], 23) desp16[BX+DI].
    - Directo: 24) [desp16].

    Aquí desp8 indica desplazamiento de 8 bits y desp16 indica desplazamiento de 16 bits. Otras combinaciones no están implementadas en la CPU y generarán error al querer ensamblar, por ejemplo, ADD CL,[DX+SI].

    El ensamblador genera el tipo de desplazamiento más apropiado (0, 8 ó 16 bits) dependiendo del valor que tenga la constante: si vale cero se utiliza el primer caso, si vale entre -128 y 127 se utiliza el segundo, y en otro caso se utiliza el tercero. Nótese que [BP] sin desplazamiento no existe. Al ensamblar una instrucción como, por ejemplo, MOV AL,[BP], se generará un desplazamiento de 8 bits con valor cero. Esta instrucción ocupa tres bytes, mientras que MOV AL,[SI] ocupa dos, porque no necesita el desplazamiento.

    Estos modos de direccionamiento producen algunos inconvenientes en el 8086/8088. La CPU gasta tiempo calculando una dirección compuesta de varias cantidades. Principalmente esto se debe al hecho de que el cálculo de direcciones está programado en microcódigo (dentro de la CROM del sistema de control de la unidad de ejecución). En las siguientes versiones (a partir del 80186/80188) estos cálculos están cableados en la máquina y, por lo tanto, cuesta mucho menos tiempo el realizarlos.

    Veamos un ejemplo: MOV AL, ES:[BX+SI+6]. En este caso el operando de la izquierda tiene direccionamiento a registro mientras que el de la derecha indica una posición de memoria. Poniendo valores numéricos, supongamos que los valores actuales de los registros sean: ES = 3200h, BX = 200h, SI = 38h. Como se apuntó más arriba la dirección real de memoria será:

    ES * 10h + BX + SI + 6 = 3200h * 10h + 200h + 38h + 6 = 3223Eh

    Estructura de memoria de segmentación: Como se ha mencionado anteriormente, el 8086/8088 usa un esquema ingenioso llamado segmentación, para acceder correctamente a un megabyte completo de memoria, con referencias de direcciones de sólo 16 bits.

    Veamos cómo funciona. Cualquier dirección tiene dos partes, cada una de las cuales es una cantidad de 16 bits. Una parte es la dirección de segmento y la otra es el offset. A su vez el offset se compone de varias partes: un desplazamiento (un número fijo), una base (almacenada en el registro base) y un índice (almacenado en el registro índice). La dirección de segmento se almacena en uno de los cuatro registros de segmento (CS, DS, ES, SS). El procesador usa estas dos cantidades de 16 bits para calcular la dirección real de 20 bits, según la siguiente fórmula:

    Dirección real = 16 * (dirección del segmento) + offset

    Tal como veíamos antes, dado que 16 en decimal es 10 en hexadecimal, multiplicar por ese valor es lo mismo que correr el número hexadecimal a la izquierda una posición.

    Hay dos registros de segmento que tienen usos especiales: el microprocesador utiliza el registro CS (con el offset almacenado en el puntero de instrucción IP) cada vez que se debe acceder a un byte de instrucción de programa, mientras que las instrucciones que utilizan la pila (llamados a procedimientos, retornos, interrupciones y las instrucciones PUSH y POP) siempre utilizan el registro de segmento SS (con el offset almacenado en el registro puntero de pila SP). De ahí los nombres que toman: CS es el segmento de código mientras que SS es el registro segmento de pila.

    Para acceder a datos en la memoria se puede utilizar cualquiera de los cuatro registros de segmento, pero uno de ellos provoca que la instrucción ocupe un byte menos de memoria: es el llamado segmento por defecto, por lo que en lo posible hay que tratar de usar dicho segmento para direccionar datos. Este segmento es el DS (registro de segmento de datos) para todos los casos excepto cuando se utiliza el registro base BP. En este caso el segmento por defecto es SS.

    Si se utiliza otro registro, el ensamblador genera un byte de prefijo correspondiente al segmento antes de la instrucción: CS -> 2Eh, DS -> 3Eh, ES -> 26h y SS -> 36h. El uso de estos diferentes segmentos significa que hay áreas de trabajo separadas para el programa, pila y los datos. Cada área tiene un tamaño máximo de 64 KBytes. Dado que hay cuatro registros de segmento, uno de programa (CS), uno de pila (SS) y dos de datos (segmento de datos DS y segmento extra ES) el área de trabajo puede llegar a 4 * 64 KB = 256 KB en un momento dado suponiendo que las áreas no se superponen.

    Si el programa y los datos ocupan menos de 64 KB, lo que se hace es fijar los registros de segmento al principio del programa y luego se utilizan diferentes offsets para acceder a distintas posiciones de memoria. En caso contrario necesariamente deberán cambiarse los registros de segmento en la parte del programa que lo requiera. Los registros de segmento DS, ES y SS se cargan mediante las instrucciones MOV y POP, mientras que CS se carga mediante transferencias de control (saltos, llamadas, retornos, interrupciones) intersegmento.

    Estructura de interrupciones del 8086/8088

    Hay tres clases de interrupción: por hardware, por software e internas (a las dos últimas también se las llama "excepciones").

    Veremos primeramente el caso de interrupciones por hardware: Como se mencionó anteriormente, el 8086/8088 tiene dos entradas de petición de interrupción: NMI e INTR y una de reconocimiento (INTA). La gran mayoría de las fuentes de interrupción se conectan al pin INTR, ya que esto permite enmascarar las interrupciones (el NMI no). Para facilitar esta conexión, se utiliza el circuito integrado controlador de interrupciones, que tiene el código 8259A. Este chip tiene, entre otras cosas, ocho patas para sendas fuentes de interrupción (IRQ0 - IRQ7), ocho para el bus de datos (D0 - D7), una salida de INTR y una entrada de INTA. Esto permite una conexión directa con el 8088/8086. Al ocurrir una petición de alguna de las ocho fuentes, el 8259A activa la pata INTR. Al terminar de ejecutar la instrucción en curso, el microprocesador activa la pata INTA, lo que provoca que el 8259A envíe por el bus de datos un número de ocho bits (de 0 a 255) llamado tipo de interrupción (programable por el usuario durante la inicialización del 8259A), que el 8086/8088 utiliza para saber cuál es la fuente de interrupción. A continuación busca en la tabla de vectores de interrupción la dirección del manejador de interrupción (interrupt handler). Esto se hace de la siguiente manera. Se multiplica el tipo de interrupción por cuatro, y se toman los cuatro bytes que se encuentran a partir de esa dirección. Los dos primeros indican el offset y los dos últimos el segmento del manejador, como se muestra a continuación.


    Posición memoria

    00

    02

    04

    06

    08

    0A

    0C

    0E

    10

    12

    ....

    3FC

    3FE

    IP

    CS

    IP

    CS

    IP

    CS

    IP

    CS

    IP

    CS

    IP