Unidad iv microprocesador intel 8086

AArrqquuiitteeccttuurraa ddeell ccoommppuuttaaddoorr El 8086
Arquitectura del 8086

Arquitectura en pipeline
• Los procesadores previos al 8086, estaban limitados
en su desempeño por la necesidad de realizar los dos
pasos principales de ejecución del procesador:
Fetch/Execute, en forma secuencial. Es decir, no se puede
ejecutar una instrucción hasta que se traiga de memoria
(Fetch); y no podían traerse instrucciones de memoria
mientras ejecutaba una instrucción, pues el procesador
estaba ocupado.
• Resumiendo, un alto porcentaje del tiempo, el
procesador estaba ocupado haciendo Fetch, cuando
su función debiera ser ejecutar las instrucciones. La
capacidad de ejecutar instrucciones sólo se ocupaba
en un bajo porcentaje.

Arquitectura en pipeline
• Para solucionar ésto, Intel desarrolló la arquitectura
en pipeline del Fetch/Execute, en la cual
simplemente se divide la tarea en dos secciones:
una encargada del Fetch (BIU)
y otra del Execute (EU).
– De esta manera, existen circuitos separados para
cada función, los cuales trabajan en paralelo.
– Si bien el proceso aún es secuencial, solamente al
principio se requiere desperdiciar tiempo en el
Fetch.
– A partir de ahí, Fetch va adelante del Execute, y
trae instrucciones al procesador mientras este
ejecuta las anteriores.

El 8086
Arquitectura del 8086/8088
Estos microprocesadores
tiene 2 sub-procesadores
conectados internamente,
estos procesadores son:
EU
Unidad de ejecución
(Execution Unit).
BIU
Unidad de interfaz con
el Bus (Bus Interface
Unit).
Arquitectura ddeell ccoommppuuttaaddoorr

LLaa uunniiddaadd ddee eejjeeccuucciióónn ((EEUU))
• LLaa uunniiddaadd ddee eejjeeccuucciióónn ((EEUU)) ssee eennccaarrggaa ddee rreeaalliizzaarr llaass
ooppeerraacciioonneess aarriittmmééttiiccaass yy llóóggiiccaass,, aaddeemmááss ddee pprrooppoorrcciioonnaarr llaass
ddiirreecccciioonneess llóóggiiccaass aall BBIIUU ----uunnaa ddiirreecccciióónn llóóggiiccaa eessttáá ffoorrmmaaddaa ddee
ddooss ddiirreecccciioonneess,, llaa pprriimmeerraa iinnddiiccaa eell sseeggmmeennttoo eenn eell ccuuaall ssee eessttáá
ttrraabbaajjaannddoo yy llaa oottrraa iinnddiiccaa eell ooffffsseett,, oo ddeessppllaazzaammiieennttoo,, ddee eessttee
sseeggmmeennttoo;; eessttoo eess sseeggmmeenntt ::ooffffsseett ----..
• LLaa EEUU ttiieennee uunnaa uunniiddaadd aarriittmmééttiiccaa llóóggiiccaa ((AALLUU)) ddee 1166 bbiittss,, uunn
rreeggiissttrroo ddee bbaannddeerraass yy uunn ccoonnjjuunnttoo ddee rreeggiissttrrooss ddee pprrooppóóssiittoo
ggeenneerraall.. EEll rreeggiissttrroo ddee bbaannddeerraass ccoonnttiieennee 66 bbaannddeerraass ddee eessttaaddoo
((qquuee llaa EEUU mmaanniippuullaa ppaarraa iinnddiiccaarr eell eessttaaddoo ddeell rreessuullttaaddoo ddee uunnaa
ooppeerraacciióónn llóóggiiccaa oo aarriittmmééttiiccaa)) yy 33 bbaannddeerraass ddee ccoonnttrrooll qquuee ssee
ppuueeddeenn mmaanniippuullaarr ppoorr llooss pprrooggrraammaass ppaarraa aalltteerraarr llaass
ooppeerraacciioonneess ddeell pprroocceessaaddoorr ..

La Unidad de Interfase con el Bus (BIU)
• Es la responsables de la comunicación externa del
procesador. Esta unidad de proceso se encarga de
traducir las direcciones lógicas a direcciones físicas de
la memoria con ayuda de los registros de segmento
DS, SS, ES, CS e IP.
• Para convertir una dirección lógica en una dirección
física el BIU corre el valor del registro de segmento 4
posiciones a la izquierda (que es equivalente a
multiplicar por 16h) y suma el valor del offset para
obtener un valor de 20 bits necesarios, como se
muestra en la figura.

AAAArrrrqqqquuuuiiiitttteeeeccccttttuuuurrrraaaa ddddeeee l c cccoooommmmppppuuuutttataaaddddoooorrrraass IIII El 8086
MODELO DDEE PPRROOGGRRAAMMAACCIIÓÓNN
DDEELL 88008866..

El modelo de programación del 8086

Registros de datos oo ddee pprrooppóóssiittoo
ggeenneerraall
AAXX,, BBXX,, CCXX,, DDXX:: ppuueeddeenn uuttiilliizzaarrssee bbiieenn ccoommoo rreeggiissttrrooss ddee 1166 bbiittss oo
ccoommoo ddooss rreeggiissttrrooss sseeppaarraaddooss ddee 88 bbiittss ((bbyyttee ssuuppeerriioorr ee iinnffeerriioorr))
ccaammbbiiaannddoo llaa XX ppoorr HH oo LL sseeggúúnn qquueerraammooss rreeffeerriirrnnooss aa llaa ppaarrttee aallttaa oo
bbaajjaa rreessppeeccttiivvaammeennttee.. PPoorr eejjeemmpplloo,,
AAXX ssee ddeessccoommppoonnee eenn AAHH ((ppaarrttee aallttaa)) yy AALL ((ppaarrttee bbaajjaa)).. EEvviiddeenntteemmeennttee,,
¡¡ccuuaallqquuiieerr ccaammbbiioo ssoobbrree AAHH oo AALL aalltteerraa AAXX
AAXX == AAccuummuullaaddoorr..
EEss eell rreeggiissttrroo pprriinncciippaall,, eess uuttiilliizzaaddoo eenn llaass iinnssttrruucccciioonneess ddee
mmuullttiipplliiccaacciióónn yy ddiivviissiióónn yy eenn aallgguunnaass iinnssttrruucccciioonneess aarriittmmééttiiccaass
eessppeecciiaalliizzaaddaass,, aassíí ccoommoo eenn cciieerrttaass ooppeerraacciioonneess ddee ccaarráácctteerr eessppeeccííffiiccoo
ccoommoo eennttrraaddaa,, ssaalliiddaa yy ttrraadduucccciióónn.. OObbsséérrvveessee qquuee eell 88008866 eess
ssuuffiicciieenntteemmeennttee ppootteennttee ppaarraa rreeaalliizzaarr llaass ooppeerraacciioonneess llóóggiiccaass,, llaa ssuummaa
yy llaa rreessttaa ssoobbrree ccuuaallqquuiieerr rreeggiissttrroo ddee ddaattooss,, nnoo nneecceessaarriiaammeennttee eell
aaccuummuullaaddoorr..

El 8086
AArrqquuiitteeccttuurraa ddeell ccoommppuuttaaddoorr
Registros de pprrooppóóssiittoo ggeenneerraall
BBXX == BBaassee..
SSee uussaa ccoommoo rreeggiissttrroo bbaassee ppaarraa rreeffeerreenncciiaarr ddiirreecccciioonneess ddee
mmeemmoorriiaa ccoonn ddiirreecccciioonnaammiieennttoo iinnddiirreeccttoo,, mmaanntteenniieennddoo llaa ddiirreecccciióónn ddee
llaa bbaassee oo ccoommiieennzzoo ddee ttaabbllaass oo mmaattrriicceess.. DDee eessttaa mmaanneerraa,, nnoo eess pprreecciissoo
iinnddiiccaarr uunnaa ppoossiicciióónn ddee mmeemmoorriiaa ffiijjaa,, ssiinnoo llaa nnúúmmeerroo BBXX ((aassíí,, hhaacciieennddoo
aavvaannzzaarr ddee uunniiddaadd eenn uunniiddaadd aa BBXX,, ppoorr eejjeemmpplloo,, ssee ppuueeddee iirr aacccceeddiieennddoo
aa uunn ggrraann bbllooqquuee ddee mmeemmoorriiaa eenn uunn bbuuccllee))..
CCXX == CCoonnttaaddoorr ..
SSee uuttiilliizzaa ccoommúúnnmmeennttee ccoommoo ccoonnttaaddoorr eenn bbuucclleess yy ooppeerraacciioonneess
rreeppeettiittiivvaass ddee mmaanneejjoo ddee ccaaddeennaass.. EEnn llaass iinnssttrruucccciioonneess ddee
ddeessppllaazzaammiieennttoo yy rroottaacciióónn ssee uuttiilliizzaa ccoommoo ccoonnttaaddoorr ddee 88 bbiittss..
DDXX == DDaattooss..
UUssaaddoo eenn ccoonnjjuunncciióónn ccoonn AAXX eenn llaass ooppeerraacciioonneess ddee mmuullttiipplliiccaacciióónn
yy ddiivviissiióónn qquuee iinnvvoolluuccrraann oo ggeenneerraann ddaattooss ddee 3322 bbiittss.. EEnn llaass ddee eennttrraaddaa
yy ssaalliiddaa ssee eemmpplleeaa ppaarraa eessppeecciiffiiccaarr llaa ddiirreecccciióónn ddeell ppuueerrttoo EE//SS..

Registros ddee sseeggmmeennttoo::
DDeeffiinneenn áárreeaass ddee 6644 KKbb ddeennttrroo ddeell eessppaacciioo ddee ddiirreecccciioonneess ddee 11 MMbb ddeell 88008866..
EEssttaass áárreeaass ppuueeddeenn ttrraassllaappaarrssee ttoottaall oo ppaarrcciiaallmmeennttee.. NNoo eess ppoossiibbllee aacccceeddeerr aa uunnaa
ppoossiicciióónn ddee mmeemmoorriiaa nnoo ddeeffiinniiddaa ppoorr aallggúúnn sseeggmmeennttoo:: ssii eess pprreecciissoo,, hhaabbrráá ddee
mmoovveerrssee aallgguunnoo..
CCSS == RReeggiissttrroo ddee sseeggmmeennttoo ddee ccóóddiiggoo ((ccooddee sseeggmmeenntt))..
CCoonnttiieennee llaa ddiirreecccciióónn ddeell sseeggmmeennttoo ccoonn llaass iinnssttrruucccciioonneess ddeell pprrooggrraammaa.. LLooss
pprrooggrraammaass ddee mmááss ddee 6644 KKbb rreeqquuiieerreenn ccaammbbiiaarr CCSS ppeerriióóddiiccaammeennttee..
DDSS == RReeggiissttrroo ddee sseeggmmeennttoo ddee ddaattooss ((ddaattaa sseeggmmeenntt ))..
SSeeggmmeennttoo ddeell áárreeaa ddee ddaattooss ddeell pprrooggrraammaa..
SSSS == RReeggiissttrroo ddee sseeggmmeennttoo ddee ppiillaa ((ssttaacckk sseeggmmeenntt))..
SSeeggmmeennttoo ddee ppiillaa..
EESS == RReeggiissttrroo ddee sseeggmmeennttoo eexxttrraa ((eexxttrraa sseeggmmeenntt))..
SSeeggmmeennttoo ddee aammpplliiaacciióónn ppaarraa zzoonnaa ddee ddaattooss.. EEss eexxttrraaoorrddiinnaarriiaammeennttee úúttiill
aaccttuuaannddoo eenn ccoonnjjuunncciióónn ccoonn DDSS:: ccoonn aammbbooss ssee ppuueeddee ddeeffiinniirr ddooss zzoonnaass ddee 6644
KKbb,, ttaann aalleejjaaddaass ccoommoo ssee ddeesseeee eenn eell eessppaacciioo ddee ddiirreecccciioonneess,, eennttrree llaass qquuee ssee
ppuueeddeenn iinntteerrccaammbbiiaarr ddaattooss

RReeggiissttrrooss ppuunntteerrooss ddee ppiillaa
SP = Puntero de pila (stack pointer).
Apunta al inicio de la pila. Utilizado en las
instrucciones de manejo de la pila.
BP = Puntero base (base pointer).
Es un puntero de base, que apunta a una zona dentro
de la pila dedicada al almacenamiento de datos (variables locales y
parámetros de las funciones en los programas compilados).

PPuunntteerroo ddee iinnssttrruucccciioonneess oo ccoonnttaaddoorr
ddee pprrooggrraammaa
El 8086
IP = Puntero de instrucción (instruction
pointer).
Marca el desplazamiento de la instrucción en curso dentro del segmento de
código. Es automáticamente modificado con la lectura de una instrucción.
Este contiene un valor de 16 bits que es un desplazamiento sobre la dirección del
registro CS (segmento de código)
Los registros puntero de instrucciones ( IP ) y puntero de pila ( SP ) se encargan
del control de flujo del programa.

RReeggiissttrrooss íínnddiicceess::
El 8086
SI = Índice fuente (source index).
Utilizado como registro de índice en ciertos modos de
direccionamiento indirecto, también se emplea para guardar un
valor de desplazamiento en operaciones de cadenas.
DI = Índice destino (destination index).
Se usa en determinados modos de direccionamiento
indirecto y para almacenar un desplazamiento en operaciones
con cadenas.
Los registros SI y DI actúan como índices asociados al registro DS ( segmento de
datos ).

El 8086
RReeggiissttrroo ddee eessttaaddoo oo ddee iinnddiiccaaddoorreess ((ffllaaggss))
• EEss uunn rreeggiissttrroo ddee 1166 bbiittss ddee llooss ccuuaalleess 99 ssoonn uuttiilliizzaaddooss ppaarraa
iinnddiiccaarr ddiivveerrssaass ssiittuuaacciioonneess dduurraannttee llaa eejjeeccuucciióónn ddee uunn
pprrooggrraammaa..
• LLooss bbiittss 00,, 22,, 44,, 66,, 77 yy 1111 ssoonn iinnddiiccaaddoorreess ddee ccoonnddiicciióónn,, qquuee
rreefflleejjaann llooss rreessuullttaaddooss ddee ooppeerraacciioonneess ddeell pprrooggrraammaa
• llooss bbiittss ddeell 88 aall 1100 ssoonn iinnddiiccaaddoorreess ddee ccoonnttrrooll yy eell rreessttoo nnoo ssee
uuttiilliizzaann..
• EEssttooss iinnddiiccaaddoorreess ppuueeddeenn sseerr ccoommpprroobbaaddooss ppoorr llaass
iinnssttrruucccciioonneess ddee ssaallttoo ccoonnddiicciioonnaall,, lloo qquuee ppeerrmmiittee vvaarriiaarr eell fflluujjoo
sseeccuueenncciiaall ddeell pprrooggrraammaa sseeggúúnn eell rreessuullttaaddoo ddee llaass ooppeerraacciioonneess..

Bit
Indicador de: Uso
Indicador de arrastre del bit de mayor orden,
que puede ocurrir en las operaciones
CF Acarreo ("Carry Flag") aritméticas suma y resta.
Si está activo Indica un número par de bits
activos (bits cuyo contenido es 1). Esta
información es útil cuando el procesador
controla transmisiones de datos.
PF Paridad ("Parity Flag")
Indicador de ajuste en operaciones
aritméticas con cantidades BCD AF Acarreo auxiliar
Está activo si el resultado de operación es
cero o resultado de comparación igual. ZF Cero ("Zero Flag")
Si está activo indica que el resultado de
operación o de comparación son negativos. SF Signo ("Sign Flag")
Si está activo, el procesador genera
automáticamente una interrupción después
de la ejecución de cada instrucción, lo que
permite controlar paso a paso la ejecución del
programa. Este bit debe estar normalmente
inactivo (a 0).
Este bit controla el estado del sistema de
interrupciones enmascarables . Cuando está
activo (1) permite las interrupciones; el estado
inactivo (0) las deshabilita.
TF Detención ("Trap Flag")
IF Interrupción ("Interrupt Flag")
DF Dirección ("Direction Flag") Indica la dirección de las operaciones.
Señala desbordamiento OF Desbordamiento (Overflow Flag") aritmético

Bit Indicador de: Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0
CF Acarreo CY ("Carry yes") NC ("No Carry")
PF Paridad PE ("Parity Even") paridad par PO ("Parity Odd") paridad impar
AF Acarreo auxiliar AC ("Auxiliar Carry") NA ("No Auxiliar")
ZF Cero ZR ("Zero") NZ ("No Zero")
SF Signo NG ("Negative") negativo PL ("Plus") positivo
IF Interrupción EI ("Enabled Interrupt") activa DI ("Disabled Interrupt") desactivada
DF Dirección DN ("Down") decremento UP incremento
NV ("No overflow") OV ("Overflow") Desbordamiento OF

El 8086
Segmentación de la MMeemmoorriiaa eenn eell 88008866

SSEEGGMMEENNTTAACCIIÓÓNN
El 8086
Dirección lógica
Registro de segmento
Dirección
física
Desplaz
amiento
Dirección de segmento
CPU
SEGMENTO
FFFFF
Memoria
0

Segmento de Memoria
• Un segmento es un área
continua de memoria que puede
tener hasta 64K-bytes, que
debe comenzar en una localidad
de memoria cuya dirección sea
límite de 16 bytes (cantidad
denominada párrafo) y que
puede traslaparse con otros
segmentos.
SEGMENTO
FFFFF
Memoria
0

Las ventajas de utilizar registros de segmento son:
• Permite una capacidad de memoria de hasta 1 megabyte, aunque la
dirección
asociada a una instrucción sea sólo de 16 bits.
• Permiten que las partes de un programa, instrucciones, datos y pilas,
tengan
un tamaño mayor de 64K, mediante la utilización de más de un segmento
para
código, datos o pila.
• Facilitan la utilización de áreas separadas para un programa, sus datos y
la
pila.
• Permiten colocar un programa y sus datos en diferentes áreas de memoria
cada vez que se ejecute.

 El sseeggmmeennttoo ddee ccóóddiiggoo ((ttiieennee ccoommoo bbaassee eell
ccoonntteenniiddoo ddeell rreeggiissttrroo CCSS))..
 EEnn eessttee sseeggmmeennttoo ssee eennccuueennttrraann llaass iinnssttrruucccciioonneess
qquuee ffoorrmmaann eell pprrooggrraammaa.. PPaarraa aacccceeddeerr aa llooss ddaattooss
ccoonntteenniiddooss eenn ééll,, ssee uussaa eell rreeggiissttrroo IIPP ccoommoo
ddeessppllaazzaammiieennttoo..
 EEll sseeggmmeennttoo ddee ddaattooss ((qquuee ttiieennee ccoommoo bbaassee eell
rreeggiissttrroo DDSS))..
 CCoonnttiieennee llooss ddaattooss qquuee uuttiilliizzaa eell pprrooggrraammaa
((vvaarriiaabblleess,, eettcc..)) PPaarraa aacccceeddeerr aa llooss ddaattooss
ccoonntteenniiddooss eenn ééll,, ssee ssuueellee uuttiilliizzaarr llooss rreeggiissttrrooss SSII
yy DDII ccoommoo ddeessppllaazzaammiieennttoo.
El 8086
Segmentos de Memoria

Segmentos de Memoria
- El segmento de pila (ccoonn SSSS ccoommoo bbaassee))..
- En él se desarrolla la pila del programa, utilizada para
almacén temporal de datos, llamadas a funciones, etc.
Debe estar presente en todos los programas EXE de
forma obligada. Se utiliza el registro SP para acceder a
los datos de este segmento.
- EEll sseeggmmeennttoo eexxttrraa ((ccoonn EESS ccoommoo bbaassee))..
- Su uso es opcional, y en él se encuentra un segmento
definido por el usuario y que, regularmente, contiene
datos adicionales. Al igual que ocurre con el segmento
de datos, para acceder a los datos contenidos en él, se
suelen utilizar los registros SI y DI.

El 8086
CS
DS
ES
SS
SEGMENTO DE
CÓDIGO
SEGMENTO DE
DATOS
SEGMENTO EXTRA
DE DATOS
STACK
TRASLAPE DE SEGMENTOS
CS
SEGMENTO DE
CÓDIGO
OTRO SEGMENTO
PROGRAMA
MEMORIA MEMORIA

El 8086
Relocalización de un programa usando el registro CS
02000
SEGMENTO DE
CÓDIGO EN CURSO
SEGMENTO DE
CÓDIGO
RELOCALIZADO
PROGRAMA
PROGRAMA
MEMORIA
600
1A300
600
nuevo (CS)=1A30

El 8086
DDiirreecccciióónn FFííssiiccaa yy DDiirreecccciióónn LLóóggiiccaa
Cada localidad de memoria tiene dos ttiippooss ddee ddiirreecccciioonneess ::
DDiirreecccciióónn FFííssiiccaa yy DDiirreecccciióónn LLóóggiiccaa oo eeffeeccttiivvaa
UUnnaa ddiirreecccciióónn FFííssiiccaa eess eell vvaalloorr úúnniiccoo ddee 2200 bbiittss qquuee iiddeennttiiffiiccaa llaa
llooccaalliizzaacciióónn ddee ccaaddaa bbyyttee eenn eell eessppaacciioo ddee mmeemmoorriiaa ddee 11 MMbbyyttee..
LLooss pprrooggrraammaass ttrraattaann ccoonn ddiirreecccciióónn LLóóggiiccaass mmaass qquuee ccoonn llaa ddiirreecccciióónn
FFííssiiccaa..
PPaarraa ccuuaallqquuiieerr llooccaalliiddaadd ddee mmeemmoorriiaa,, eell vvaalloorr bbaassee ddeell sseeggmmeennttoo
uubbiiccaa eell pprriimmeerr bbyyttee ddeell ccoonntteenniiddoo ddeell sseeggmmeennttoo yy eell vvaalloorr ddeell ooffffsseett
eess llaa ddiissttaanncciiaa,, eenn bbyytteess ,, ddee llaa llooccaalliizzaacciióónn ddeessttiinnoo ddeell pprriinncciippiioo ddeell
sseeggmmeennttoo..
LLooss vvaalloorreess ddee llaa bbaassee ddeell SSeeggmmeennttoo yy ddeell ooffffsseett ssoonn ccaannttiiddaaddeess nnoo
ssiiggnnaaddaass ddee 1166 bbiittss;; llaa ddiirreecccciióónn ddeell bbyyttee mmááss bbaajjoo ddeell sseeggmmeennttoo
ttiieennee uunn ooffffsseett 00..

Formación ddee uunnaa DDiirreecccciióónn FFííssiiccaa
El 8086
SSiieemmpprree qquuee uunnaa mmeemmoorriiaa eess aacccceessaaddaa ,, ssee ggeenneerraa uunnaa
ddiirreecccciióónn ffííssiiccaa aa ppaarrttiirr ddee llaa ddiirreecccciióónn llóóggiiccaa..
4 bits
00000000
Dirección de
segmento
Dirección
efectiva,
lógica u
offset
Dirección física
EL REGISTRO DE
SEGMENTO SE
DESPLAZA 4 BITS
HACIA LA
IZQUIERDA
(MULTIPLICACIÓN
x16)
20 BITS

PPoorr EEjjeemmpplloo:
Si la dirección base del segmento es
2915h, entonces las direcciones en
este segmento inician en 2915:0000
y van hasta 2915:FFFF

Unidad iv microprocesador intel 8086

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