2.3 80286微處理器

80286微處理器是8086微處理器的高級型號，由于它們的數據總線寬度均為16位，通常稱80286微處理器為超級16位微處理器。8086微處理器芯片采用40腳的DIP封裝，而80286微處理器芯片采用68腳的四列直插式封裝，80286引腳特性如圖2-24所示。

2.3.1 80286的主要性能

① 具有獨立的16位數據總線D0～D15和獨立的24位地址總線A0～A23。注意：同8086比較，芯片引腳的數據、地址線未復用。

② 具有實模式和保護模式兩種存儲器工作模式。在實模式中（又稱為實地址方式），只用A0～A19這20條地址線尋址1MB存儲空間，實際上與8086相同；而在保護模式中（又稱為保護虛地址方式），A0～A23這24條地址線可尋址16MB存儲空間。

③ 芯片內部總線和寄存器均為16位。

④ 由于硬件功能增強，指令系統在8086/8088基礎上又增加了執行環境操作類指令和保護模式類指令。

2.3.2 80286的內部結構

80286微處理器的內部結構方框圖如圖2-25所示。與8086比較，80286可分為4個部分，即執行部件EU（Execution Unit）、地址部件AU（Address Unit）、指令部件IU（Instruction Unit）和總線部件BU（Bus Unit）。80286微處理器的4個部件并行工作，構成取指、譯碼、執行重疊進行的流水線工作方式。提高了數據吞吐率，加快了速度。由于內部具有存儲器管理和存儲器保護功能，可適應多任務的需要。例如，主頻為10MHz的80286與主頻為5MHz的8086比較，主頻僅提高了1倍，但處理數據的速度提高了6倍。由于80286微處理器比8086微處理器的綜合性能高，20世紀80年代末至90年代初，PC/286微機已代替PC/XT微機得到了廣泛的應用。

2.3.3 80286的寄存器結構

80286的寄存器結構在8086的寄存器結構基礎上進行了擴展和增加，在80286的狀態寄存器FLAGS中增加了3個位的定義（8086的16位狀態寄存器F中僅定義了9位），并新增加了1個16位的機器狀態字寄存器MSW（Machine State Word）。標志字和機器狀態字寄存器的位定義如圖2-26所示。

1.狀態寄存器FLAGS中新增加了3個位的定義

第13、12位為IOPL（Input Output Privilege Level），稱為I/O特權標志位，由00～11的4種組合確定I/O操作的特權級。該標志只適用于保護模式。

第14位為NT（Nest Task），稱為嵌套任務標志位，若NT=1，則表示當前執行的任務嵌套于另一任務中，否則為0。該標志只適用于保護模式。

2.機器狀態字（MSW）寄存器中位的定義

在16位的機器狀態字寄存器中，只使用了低4位，高12位保留。

允許標志（PE）：若PE=1，則80286轉換成保護模式。系統復位后，PE=0，則286工作于實模式；PE只能通過系統復位重新啟動微處理器的方法來清除。

監控協處理器標志（MP）：若MP=1，則系統中有數學協處理器（Math Co-processor）存在，否則數學協處理器不存在。

仿真協處理器標志（EM）：若EM=1，表示采用軟件仿真數學協處理器的功能，這時系統不能使用協處理器的操作碼；若EM=0，表示沒有采用軟件仿真數學協處理器的功能。

任務轉換標志（TS）：由硬件置位，由軟件復位。當一個任務轉換完成后，TS標志自動置1。

2.3.4 80286的系統結構

用80286微處理器構成的系統結構帶有一整套的支持芯片（見表2-1），允許系統在較廣的范圍內進行靈活配置。80286微處理器系統的基本結構如圖2-27所示。