2.3 80286微处理器

80286微处理器是8086微处理器的高级型号，由于它们的数据总线宽度均为16位，通常称80286微处理器为超级16位微处理器。8086微处理器芯片采用40脚的DIP封装，而80286微处理器芯片采用68脚的四列直插式封装，80286引脚特性如图2-24所示。

2.3.1 80286的主要性能

① 具有独立的16位数据总线D0～D15和独立的24位地址总线A0～A23。注意：同8086比较，芯片引脚的数据、地址线未复用。

② 具有实模式和保护模式两种存储器工作模式。在实模式中（又称为实地址方式），只用A0～A19这20条地址线寻址1MB存储空间，实际上与8086相同；而在保护模式中（又称为保护虚地址方式），A0～A23这24条地址线可寻址16MB存储空间。

③ 芯片内部总线和寄存器均为16位。

④ 由于硬件功能增强，指令系统在8086/8088基础上又增加了执行环境操作类指令和保护模式类指令。

2.3.2 80286的内部结构

80286微处理器的内部结构方框图如图2-25所示。与8086比较，80286可分为4个部分，即执行部件EU（Execution Unit）、地址部件AU（Address Unit）、指令部件IU（Instruction Unit）和总线部件BU（Bus Unit）。80286微处理器的4个部件并行工作，构成取指、译码、执行重叠进行的流水线工作方式。提高了数据吞吐率，加快了速度。由于内部具有存储器管理和存储器保护功能，可适应多任务的需要。例如，主频为10MHz的80286与主频为5MHz的8086比较，主频仅提高了1倍，但处理数据的速度提高了6倍。由于80286微处理器比8086微处理器的综合性能高，20世纪80年代末至90年代初，PC/286微机已代替PC/XT微机得到了广泛的应用。

2.3.3 80286的寄存器结构

80286的寄存器结构在8086的寄存器结构基础上进行了扩展和增加，在80286的状态寄存器FLAGS中增加了3个位的定义（8086的16位状态寄存器F中仅定义了9位），并新增加了1个16位的机器状态字寄存器MSW（Machine State Word）。标志字和机器状态字寄存器的位定义如图2-26所示。

1.状态寄存器FLAGS中新增加了3个位的定义

第13、12位为IOPL（Input Output Privilege Level），称为I/O特权标志位，由00～11的4种组合确定I/O操作的特权级。该标志只适用于保护模式。

第14位为NT（Nest Task），称为嵌套任务标志位，若NT=1，则表示当前执行的任务嵌套于另一任务中，否则为0。该标志只适用于保护模式。

2.机器状态字（MSW）寄存器中位的定义

在16位的机器状态字寄存器中，只使用了低4位，高12位保留。

允许标志（PE）：若PE=1，则80286转换成保护模式。系统复位后，PE=0，则286工作于实模式；PE只能通过系统复位重新启动微处理器的方法来清除。

监控协处理器标志（MP）：若MP=1，则系统中有数学协处理器（Math Co-processor）存在，否则数学协处理器不存在。

仿真协处理器标志（EM）：若EM=1，表示采用软件仿真数学协处理器的功能，这时系统不能使用协处理器的操作码；若EM=0，表示没有采用软件仿真数学协处理器的功能。

任务转换标志（TS）：由硬件置位，由软件复位。当一个任务转换完成后，TS标志自动置1。

2.3.4 80286的系统结构

用80286微处理器构成的系统结构带有一整套的支持芯片（见表2-1），允许系统在较广的范围内进行灵活配置。80286微处理器系统的基本结构如图2-27所示。