Ana Sayfa

Intel 8086 İşlemcisinin ALU ve Kontrol Mekanizması

1 dk okuma

1978 yılında tanıtılan Intel 8086 işlemcisi, modern x86 mimarisinin temelini atan devrim niteliğinde bir 16-bit çiptir. Bu işlemcinin en kritik bileşenlerinden biri olan Aritmetik/Mantık Birimi (ALU), toplama, çıkarma gibi aritmetik işlemlerin yanı sıra bit düzeyinde AND, OR, XOR gibi mantıksal işlemleri de içeren toplam 28 farklı operasyonu gerçekleştirebilir. Makale, bu karmaşık ALU'nun nasıl kontrol edildiğine ve belirli bir işlem için gerekli kontrol sinyallerini üreten devreye odaklanmaktadır. Bu kontrol süreci, beklenenden daha karmaşık bir yapıya sahiptir.

ALU'nun kullanımı iki aşamalı bir süreci içerir: ilk mikro kod talimatı ALU'yu istenen işlem için yapılandırırken, ikinci bir mikro kod talimatı sonuçları ALU'dan alır. Makine kodu talimatları, birden fazla mikro kod talimatının yürütülmesini tetikler. Kontrol devreleri, hem mikro kod talimatlarından hem de makine kodu talimatlarından gelen bilgilere dayanarak ALU'ya özel kontrol sinyalleri gönderir ve onu istenen işlem için yeniden yapılandırır. Bu devreler, mikro talimatlar ile ALU arasında bir "yapıştırıcı" görevi görerek tüm bu sürecin sorunsuz işlemesini sağlar.

8086 işlemcisinin mikro kod mimarisi oldukça ilginçtir; her mikro kod talimatı iki bağımsız işlemi aynı anda gerçekleştirir: birincisi veri taşıma, ikincisi ise bir atlama, alt rutin çağrısı, bellek okuma/yazma veya bir ALU operasyonu olabilir. Çoğu durumda, mikro kod talimatı ALU operasyonunu doğrudan belirtmez; bunun yerine, operasyonun detayları makine kodu talimatının opcode'undan alınır. Bu sayede ADD, SUB, AND gibi farklı makine kodu talimatları aynı mikro kodu paylaşabilirken, donanım doğru ALU operasyonunu opcode'a göre seçer. Çipin alt sol köşesinde yer alan ALU ve hemen altında kırmızı ile vurgulanan kontrol devreleri, 8086'nın işleyişindeki bu zekice tasarımı gözler önüne serer.

İçgörü

Intel 8086'nın ALU kontrol mekanizmasını ve mikro kodun donanım ile nasıl etkileşim kurduğunu anlamak, modern işlemci mimarilerinin temelini kavramak için kritik öneme sahiptir.

Kaynak