البناء الداخلي للمعالج 80386

يحتوى معالج 80286 كما هو مبين في شكل 2-7 على ستة وحدات تقوم بأداء الأعمال التي توكل للمعالج.

1- وحدة ربط الناقلة Bus Interface Unit.

2- وحدة الجلب المسبق لكود العملية Code Prefetch Unit

3- وحدة فك شفرة الأمر Instruction Decode Unit

4- وحدة التنفيذ Execution Unit

5- وحدة التقسيم إلى قطاعات Segmentation Unit

6- وحدة الصفحات Paging Unit

وحدة ربط الناقلة Bus Interface Unit

تقوم هذه الوحدة بربط المعالج 80386 بالعالم الخارجي، حيث تعد هذه الوحدة هي المسئولة عن الاتصال بالأجهزة الخارجية سواء الذاكرة أو منافذ الإدخال/ الإخراج وتقوم أيضاً هذه الوحدة بنقل المعلومات سواء عناوين أو بيانات وكذلك جلب شفرات الأوامر من الذاكرة أيضاً تقوم هذه الوحدة بتوليد إشارات التحكم الخاصة بدورات الناقلة (Bus Cycles) مثل إشارات تحكم دورة القراءة وإشارات تحكم دورة الكتابة وإشارات تحكم الوحدات الوسيطة للبيانات Data Buffers وإشارات تحكم سقاطات العنوان Address Latches وإشارات قبول طلبات المقاطعة Interrupt Acknowledge وإشارات قبول طلبات الإمساك hold acknowledge الخ...

وحدة الجلب المسبق لشفرة الأمر Code Prefetch Unit:

تقوم هذه الوحدة بجلب كود العملية التالي في الوقت الذي تقوم فيه وحدة التنفيذ بتنفيذ أمر قد تم الحصول على المعلومات اللازمة لتنفيذه ثم تقوم بتخزين هذا الأمر في مسجل طابور الأمر Code Queue الذي طوله 16-bit ويجب على هذه الوحدة الانتظار عندما تكون وحدة ربط الناقلة مشغولة بجلب أمر، وهذا معناه أن هذه الوحدة لها أولوية أقل عن وحدة الناقلة في استخدام الناقلات.

وحدة فك شفرة الأوامر Instruction Decode Unit:

تقوم هذه الوحدة بترجمة أي فك شفرة الأوامر التي تركتها وحدة الجلب المسبق في مسجل طابور الأمور وبفك الشفرة يتحول البرنامج المكتوب بلغة ما أو بالشفرة السداسية عشر Hexadecimal عن طريق المبرمج إلى لغة الآلة أي بالأصفار والأحادي وهي الشفرة التي يفهمها المعالج.

وحدة التنفيذ Execution Unit:

تقوم هذه الوحدة بتنفيذ الأمر بعد فك شفرته حيث بعد فك شفرة الأمر يصبح المعالج على علم بنوع العملية المطلوب تنفيذها وكذلك يعرف الوحدات المعنية بهذه العملية ثم عليه إصدار إشارات تحكم مناسبة لهذه الوحدات لتقوم بتنفيذ العملية فعلى سبيل المثال، إن كانت العملية حسابية أو منطقية فعلى المعالج إصدار إشارة تحكم لوحدة الحساب والمنطق ALU لتقوم بتنفيذ العملية وتشتمل وحدة التنفيذ على ثلاث وحدات فرعية هي وحدة البيانات Data Unit التي بها وحدة الـ ALU، ووحدة التحكم Control Unit ووحدة اختبار الحماية Protection Test Unit تقوم وحدة البيانات بإجراء العمليات التي تطلبها وحدة التحكم ويقوم ALU بتنفيذ كل العمليات الحسابية والمنطقية تشتمل وحدة التحكم على فاكك شفرة الأوامر Instruction Decode وأحياناً يطلق عليه Microcode تقوم وحدة الحماية Protection Unit بالتأكد من أن شفرة الأمر الجاري تنفيذها لا تحاول أن تنتهك الحركة بين قطاعات الشفرة.

وحدة التقسيم إلى قطاعات Segmentation unit:

تقوم هذه الوحدة بترجمة العنوان المنطقي Logical Address إلى شفرة عناوين يمكن لوحدة التنفيذ استخدامها إن قطاع الذاكرة Segment Memory هو بلوك من الذاكرة بحجم 64 كيلوبايت. ويطلق على هذا النوع من الذاكرة بالذاكرة المسطحة Flat Memory ولا تعطي هذه الذاكرة أي حماية للمتغيرات أو المعاملات التي في البرنامج لأن كل المعلومات تسكن نفس البلوك أي نفس المساحة من الذاكرة.

وحدة الصفحات Paging Unit:

تقوم هذه الوحدة بترجمة العنوان الذي تم توليده عن طريق وحدة التقسيم إلى قطاعات أو وحدة الجلب المسبق إلى العنوان الفعلي Physical Address ترسل هذه الوحدة العنوان الفعلي إلى وحدة ربط الناقلة لتقوم بدورها بعملية عنونة المواقع الخارجية.

أطراف المعالج 80386:

للمعالج 123 80386 طرف، حصص 20 طرف للتغذية الموجبة Vcc و21 طرف للتغذية الأرضي Vss بينما 8 أطراف غير مستخدمه والباقي 83 طرف هم الذين يقومون بنقل المعلومات وإشارات التحكم وإشارات التوقيت يبين شكل 3-7 تعريف أطراف رقاقة المعالج 80386.

وفيما يلي شرح وظائف أطراف هذا المعالج:

1- طرف الإشارة (Clock) CLK2: يستقبل المعالج عن طريق هذا الطرف إشارة الساعة الأساسية اللازمة لتزامن العمليات التي يقوم بتنفيذها المعالج ويقسم تردد هذه الإشارة على 2 داخل المعالج.

2- الأطراف (Data Bus) D0-D31: هي أطراف ناقلة البيانات التي تسمح بنقل البيانات في اتجاهيين للإرسال وللاستقبال بين المعالج والأجهزة الخارجية.

3- الأطراف (Address Bus) BE0-BE3/A0-A31: وتستخدم هذه الأطراف لعنونة مواقع الذاكرة أو مواقع الـ 1/0 الأطراف الأربعة الأقل أهميه تعمل وظيفتين بأسلوب الـ Multiplexing، الوظيفة الأولى أن تعمل كخطوط عنوان بينما الوظيفة الثانية أن تعمل كخطوط تبين أي بايت من البايتات الأربعة من ناقلة البيانات هو المعنون حالياً وتسمى هذه الوظيفة إشارة تمكين البايت Byte Enable

4- طرف الإشارة (Write/Read Indication) W/R: تبين هذه الإشارة أن دورة الناقلة هي دورة كتابة أم قراءة فعندما يكون منطق هذا الطرف "0" فإن هذا معناه أن دورة الناقلة دورة قراءة، بينما عندما يكون منطق هذا الطرف "1" فهذا يعني أن دورة الناقلة هي دورة كتابة.

5- طرف الإشارة (Data Control Indicator) D/C: هي إشارة خرج تبين نوع الدورة إن كانت دورة بيانات أم دورة تحكم.

6- طرف الإشارة (memory/10 indication) M/10: هي إشارة خرج تبين نوع الدورة إن كانت دورة ذاكرة أم دورة إدخال/إخراج.

7- طرف الإشارة (Bus Lock Indication) LOCK: هي إشارة خرج تبين نوع الدورة من حيث إن كانت دورة إغلاق للناقلة أم عدم إغلاق للناقلة Unlocked Cycle

8- طرف الإشارة (Address Status) ADS: وهي إشارة خرج تبين صحة تعريف الدورة بعنوان صحيح حيث تعني الحروف ADS الكلمات Address Definition Status.

9- طرف الإشارة (transfer acknowledge) READY: وهي إشارة دخل تبين انتهاء دورة الناقلة.

10- طرف الإشارة (Next Address Request) NA: وهي إشارة دخل لطلب استخدام العنونة الأنبوبية Address Pipelining

11- طرف الإشارة (Bus Size 16) BS16: وهي إشارة خرج تبين أن البيانات المنقولة حالياً هي 16-bit أم 32-bit.

12- طرف الإشارة (bus hold request) HOLD: هي إشارة دخل تبين أن هناك جهاز خارجي يطلب التحكم في الناقلات.

13- طرف الإشارة (Bus Hold Acknowledge) HLDA: هي إشارة خرج تبين أن المعالج قد وافق على طلب التحكم في الناقلات.

14- طرف الإشارة (Coprocessor Request) PEREQ: وهي إشارة دخل تبين أن المعالج المساعد يطلب بيانات معامل Data Operand.

15- طرف الإشارة (Coprocessor Busy) BUSY: وهي إشارة دخل تبين أن المعالج المساعد مشغول بتنفيذ عمليه وأنه ليس على استعداد للاستجابة لأي طلب آخر.

16- طرف الإشارة (Coprocessor Error) ERROR: وهي إشارة دخل تبين أن المعالج المساعد قد وجد خطأ في تنفيذ الأمر السابق.

17- طرف الإشارة (Maskable Interrupt Request) INTR وهي إشارة دخل يتلقى عن طريقها المعالج 80386 طلبات المقاطعة القابلة للقناع أي التي يمكن عدم قبولها حيث يتم عدم تمكينها عن طريق جعل العلامة IF الموجودة بمسجل العلامات flag register منطقها واحد (Set). ويتم هذا بواسطة المبرمج بتضمين أمر ملأ هذه العلامة في البرنامج.

18- طرف الإشارة (Nonmaskable Interrupt Request) NMI: هي إشارة دخل يتلقى عن طريقها المعالج طلبات المقاطعة الغير قابلة للقناع أي التي لا يمكن رفضها وعلى المعالج تلبية طلب المقاطعة الذي من هذا النوع وتنفيذ روتين الخدمة الخاص بالجهاز طالب المقاطعة من الـ ROM BIOS ولكن بعد أن ينهي المعالج تنفيذ الأمر الجاري تنفيذه في البرنامج الرئيسي.

19- طرف الإشارة (Reset) RESET: وهي إشارة إعادة بدء تشغيل المعالج.

على يمين اللوحة الأم 386 توجد موديولات ذاكرة (Dynamic RAM) DRAM وقد قسمت إلى بنكين Bank0, Bank1 ويمكن اختيار حجم ذاكرة الـ DRAM في حدود من واحد ميجابايت وحتى 128 ميجابايت على أن يكون اختيار موديولات الـ SIMM إما موديولات بسعة 256 كيلو بايت أو بسعة واحد ميجابايت أو 4 ميجابايت أو 16 ميجابايت. وعلى أن يراعي عند اختيار حجم ذاكرة الـ DRAM إتباع الجدول الآتي:

في أعلى اللوحة الأم 386 في الوسط توجد رقاقات من النوع DIP وهي رقاقات الذاكرة المخبئة Cache Memory وهذا النوع من الذاكرة يعتبر ذاكرة RAM ولكن استاتيكية ولذلك يطلق عليها SRAM وتتميز SRAM عن DRAM (الديناميكية) كما أشرنا سابقاً بالسرعة العالية في القراءة والكتابة. ففي نظم المعالجات 80386 يمكن إضافة ذاكرة SRAM كذاكرة مخبئيه خارجية External Cache Memory وتوضع رقاقات هذه الذاكرة هذه الذاكرة على اللوحة الأم وتكون موصله بين الـ RAM الرئيسية (DRAM) وبين المعالج 80386 وتستخدم ذاكرة SRAM المخبئة لتحسين سرعة دورات الذاكرة (القراءة والكتابة) وخصوصاً ذات السرعات 25 MHz, 20 MHz, 33 MHz وبذلك لا يستفاد من سرعة المعالج في دورات الذاكرة. وعليه كان لابد من استخدام ذاكرة SRAM المخبئة كوسيط ذو سرعة عالية. ويستخدم حاكم لهذه الذاكرة Cache Controller وهو أحد الرقاقات الموجودة على اللوحة الأم والمجاورة لرقاقات SRAM المخبئة.

في هذه اللوحة يتم اختيار حجم ذاكرة Cashe  طببقاً للجدول الآتي:

لابد من ضبط الججنابر اللموضحة ببالجدول الآتي عندند اختيار السرعة االتيي يعمل بها المعالج: