Глава 9. Микропроцессор МП 8086. Схема и назначение выводов

Описание микропроцессоров фирмы Intel начинают с процессоров i8086/8088. Именно заложенные в них архитектурные решения во многом определили архитектуру последующих моделей семейства Intel, поддерживающих совместимость с более ранними моделями. В том числе и с недостатками и ограничениями предыдущих моделей.

Процессоры от 8086 до Pentium, применяемые в PC, являются однокристальными микропроцессорами — собственно процессор располагается на одном кристалле в одном корпусе (микросхеме). Процессор Pentium II, строго говоря, однокристальным не является — здесь кристалл процессора и несколько кристаллов вторичного кэша собраны на общем картридже, хотя для потребителя это не так и существенно — все функции выполняет одно изделие. В зависимости от сложности процессора (числа выводов), его рассеиваемой мощности и назначения применения применяются различные типы корпусов:

DIР — Dual In-line Package, корпус с двухрядным расположением штырьковых выводов;

PGА — Pin Grid Array, керамический корпус с матрицей штырьковых выводов;

PQFP — Plastic Quad Flat Pack, пластиковый корпус с выводами по сторонам квадрата;

SPGA — Staggered PGA, корпус с шахматным расположением выводов

SQFP — Small Quad Flat Pack, миниатюрный корпус с выводами по сторонам квадрата;

PPGA — Plastic Pin Grid Array, термоустойчивый пластмассовый корпус SPGA;

TCP — Таре Carrier Package, миниатюрный корпус с расположенными по периметру ленточными выводами;

S.E.C.C. — Single Edge Connector Cartridge, картридж процессору Pentium II — печатная плата с краевым разъемом, на которой смонтированы кристаллы процессора, кэш-памяти, охлаждающий радиатор и вентилятор

Процессоры в корпусах DIP занимали много места, на их смену компактные корпуса PGA, PPGA и SPGA, которые обычно устанавливая ZIF socket (Zero Insertion Force) — колодка (сокет) с нулевым усилием. Корпуса PQFP, SQFP предназначены для установки в специальные колодки или припаивания к плате. Самые компактные из многоконтактных, TCP корпуса предназначены для припаивания к системной плате портативных систем.

Микропроцессор МП 8086помещается в корпус интегральной схемы с 40 двусторонними выводами (корпус с двухрядной упаковкой выводов DIP — dual-in-line package). На рис. 5.1 приведены два типа микропроцессоров — в пластмассовом корпусе (рис. 5.1, а) и в керамическом (рис. 5.1,6) с 40 выводами. Микропроцессор в керамическом DIP-корпусе используется при высоких температурах. Микропроцессоры могут поставляться также с 28, 42, 50 и 64 выводами.

Рис 5.1. Микропроцессоры в корпусах:

а —керамическом; б — пластмассовом с двухрядной упаковкой выводов (DIP); в и г —отметки для определения порядка нумерации выводов

На рис. 5.1, в и г приведены два способа определения положения вывода 1. Заметим вырез и желобок по всей длине, являющиеся отметками на пластмассовом корпусе (рис. 5.1,в). Непосредственно после этой отметки в направлении, обратном ходу часовой стрелки, находится вывод 1 ИС. На рис. 5.1, г отметкой, позволяющей определить вывод 1 ИС, является маленькая точка слева. Затем выводы нумеруются в направлении, обратном ходу часовой стрелки при виде на ИС сверху.

Процессор работает от одного источника питания напряжением +5В и требует внешнего тактирующего сигнала с частотой, определяемой номером модели (от 4,77 МГц до 10 МГц).

Логическая ''1'' при напряжении 2.4V и логический ''0'' при напряжении 0.45V.

Синхронизация размеров сделана в 1.5V для логики "1" и "0".

Специальный управляющий сигнал MN/MX определяет минимальный или максимальный режим работы процессора. В минимальном режиме процессор сам вырабатывает сигналы управления для внешней шины. Этот режим используется для построения простейших систем. Для работы в составе компьютера применяется максимальный режим, при котором сигналы управления внешней шиной вырабатываются специальной микросхемой контроллера шины i8288.

Процессор i8086 имеет совмещенную (мультиплексированную) 20-разрядную внешнюю шину адреса/данных. Данные передаются по 16 разрядам, адрес — по 20 разрядам. Шина управления имеет 16 разрядов (в частности, в нее входят строб адреса и стробы обмена с памятью и устройствами ввода/вывода). Среднее время выполнения команды занимает 12 тактов синхронизации, один цикл обмена по внешней шине требует 4 тактов (без учета тактов ожидания, вводимых при асинхронном обмене). У процессора i8088 внешняя шина данных 8-разрядная.