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8086 microprocessor architecture in Hindi

Definition of 8086 microprocessor: 8086 एक 16-बिट microprocessor  है और इसे 1978 में इंटेल द्वारा डिजाइन किया गया था। 8085 के विपरीत, एक 8086 microprocessor में 20-बिट एड्रेस बस है। इस प्रकार, मेमोरी में 220 यानी 1 एमबी पते तक पहुंचने में सक्षम है।

जैसा कि हम जानते हैं कि एक
microprocessor अंकगणितीय और तर्क संचालन करता है। और एक 8086 microprocessor एक चक्र में 16-बिट डेटा के साथ इन ऑपरेशनों को करने में सक्षम है। इसलिए 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर है।

इस प्रकार डेटा बस का आकार 16-बिट है क्योंकि यह एक समय में 16-बिट डेटा ले जा सकता है। 8086 माइक्रोप्रोसेसर की वास्तुकला
8085 microprocessor से बहुत अलग है।

हमने पहले से ही माइक्रोप्रोसेसर और
8086 microprocessor के परिचय पर चर्चा की है। तो, अब आगे बढ़ने और 8086 माइक्रोप्रोसेसर की वास्तुकला और काम को समझने की सुविधा देता है।


Block Diagram of 8086 Microprocessor


8086 माइक्रोप्रोसेसर की वास्तुकला 2 प्रमुख इकाइयों, बीआईयू यानी बस इंटरफेस यूनिट और ईयू यानी एक्सक्यूशन यूनिट से बनी है।

नीचे दिया गया चित्र 8086 माइक्रोप्रोसेसर के वास्तु प्रतिनिधित्व के ब्लॉक आरेख को दर्शाता है:

8086 Microprocessor in hindi
8086 Microprocessor in hindi


Bus Interface Unit (BIU)


बस इंटरफ़ेस यूनिट (BIU) डेटा, पता और नियंत्रण बसों का प्रबंधन करता है।

BIU इस तरह से कार्य करता है:

  •     मेमोरी से अनुक्रमित निर्देश प्राप्त करता है,
  •     उस स्थान का भौतिक पता स्मृति में ढूँढता है जहाँ निर्देश संग्रहीत है और
  •     6-बाइट पूर्व-भ्रूण कतार का प्रबंधन करता है, जहां पिपिलिनेटेड निर्देश संग्रहीत हैं।


एक 8086 माइक्रोप्रोसेसर पिछले निर्देश के डिकोडिंग और निष्पादन करते समय एक निर्देश में पाइपलाइनिंग की एक कतार को प्रदर्शित करता है।

यह बड़ी मात्रा में ऑपरेशन के प्रोसेसर समय को बचाता है। यह पाइपलाइनिंग 6-byte queue में की जाती है।

इसके अलावा, BIU में 4 segment registers शामिल हैं। प्रत्येक खंड रजिस्टर 16-बिट है। मेमोरी में सेगमेंट मौजूद हैं और ये रजिस्टर सभी सेगमेंट का पता रखते हैं। ये रजिस्टर इस प्रकार हैं:

  •  Code segment register: यह एक 16-बिट रजिस्टर है और मेमोरी के कोड सेगमेंट में संग्रहीत अनुदेश या कार्यक्रम का पता रखता है।


इसके अलावा, ब्लॉक आरेख में आईपी अनुदेश सूचक है जो एक डिफ़ॉल्ट रजिस्टर है जो वांछित निर्देश प्राप्त करने के लिए प्रोसेसर द्वारा उपयोग किया जाता है। आईपी ​​में अगले बाइट का ऑफसेट पता होता है जिसे कोड सेगमेंट से लिया जाना है।

  • Stack segment register: स्टैक सेगमेंट रजिस्टर मेमोरी में स्टैक सेगमेंट का शुरुआती पता प्रदान करता है। स्टैक पॉइंटर की तरह, इस सेगमेंट में / से डेटा देने और लेने के लिए PUSH और POP संचालन का उपयोग किया जाता है।
  • Data segment register: यह डेटा खंड का पता रखता है। डेटा खंड मेमोरी में डेटा संग्रहीत करता है जिसका पता इस 16-bit register में मौजूद है।
  • Extra segment register: यहां अतिरिक्त खंड का शुरुआती पता मौजूद है। इस रजिस्टर में मूल रूप से स्ट्रिंग डेटा का पता होता है।


यह उल्लेखनीय है कि निर्देश के भौतिक पते को ऑफसेट पते के साथ खंड पते के संयोजन से प्राप्त किया जाता है।

  • byte pre-fetch queue: पाइपलाइनिंग करने के लिए इस कतार का उपयोग 8086 में किया जाता है। यूरोपीय संघ में निर्देश के डिकोडिंग और निष्पादन के समय, बीआईयू अनुक्रमिक आगामी निर्देशों को प्राप्त करता है और इस कतार में संग्रहीत करता है।


इस कतार का आकार 6-बाइट है। इसका मतलब है कि इस कतार में अधिकतम 6-बाइट अनुदेश संग्रहीत किए जा सकते हैं। कतार में FIFO व्यवहार प्रदर्शित होता है। सबसे पहले पहले में।

Execution Unit (EU) for 8086 microprocessor


निष्पादन इकाई (ईयू) वांछित स्मृति स्थान से प्राप्त किए जा रहे निर्देशों का डिकोडिंग और निष्पादन करती है।

  • Control Unit:


8085 माइक्रोप्रोसेसर में टाइमिंग और कंट्रोल यूनिट की तरह, 8086 माइक्रोप्रोसेसर में कंट्रोल यूनिट, ओपोड को डिकोड करने के बाद कंट्रोल सिग्नल का उत्पादन करती है, ताकि इसमें स्टोर किए गए मूल्य को जारी करने के लिए सामान्य उद्देश्य रजिस्टर को सूचित किया जा सके। और यह वांछित ऑपरेशन करने के लिए ALU को भी संकेत देता है।

  • ALU:


अंकगणित और तर्क इकाई सीयू द्वारा उत्पन्न संकेत के अनुसार तार्किक कार्यों को करता है। ऑपरेशन का परिणाम वांछित रजिस्टर में संग्रहीत किया जाता है।

  • Flag:


8085 की तरह, यहाँ भी ALU द्वारा उत्पन्न परिणाम की स्थिति को ध्वज रजिस्टर रखता है। इसमें कई झंडे हैं जो परिणाम की विभिन्न स्थितियों को दिखाते हैं।

  • Operand:


यह एक अस्थायी रजिस्टर है और इसका उपयोग प्रोसेसर द्वारा ऑपरेशन के समय अस्थायी मान रखने के लिए किया जाता है।

8086 की वास्तुकला में बीआईयू और ईयू के लिए दो अलग-अलग वर्गों के कारण एक साथ लाने और डिकोडिंग-निष्पादन करना है।


Working of 8086 Microprocessor in Hindi


पिछले भाग में, हमने BIU और EU के विभिन्न अनुभागों के संचालन पर चर्चा की है। अब इस खंड में, हम 8086 microprocessor के समग्र प्रसंस्करण चक्र पर एक नज़र डालेंगे।

इसलिए, मूल रूप से, जब एक निर्देश को मेमोरी से प्राप्त किया जाना है, तो सबसे पहले उसके भौतिक पते की गणना की जानी चाहिए और यह बीआईयू में किया जाता है।

एक निर्देश का भौतिक पता इस प्रकार दिया गया है:

8086 microprocessor
8086 microprocessor

 

PA = Segment address Χ 10 + Offset
 

  • Example:-  मान लें कि खंड का पता 2000 H है और ऑफसेट पता 4356 H है। इसलिए, उत्पन्न भौतिक पता 24356 H है।


यहां, कोड सेगमेंट रजिस्टर कोड सेगमेंट का आधार पता प्रदान करता है जिसे ऑफसेट पते के साथ जोड़ा जाता है

कोड खंड में निर्देश शामिल हैं। हर बार एक निर्देश प्राप्त होता है कि कोड सेगमेंट के अंदर ऑफ़सेट पता बढ़ जाता है।

इसलिए, एक बार अनुदेश के भौतिक पते को प्रोसेसर के BIU द्वारा परिकलित किया जाता है, यह मेमोरी बस को पता बस द्वारा मेमोरी में भेजता है।

इसके अलावा, उस मेमोरी लोकेशन पर वांछित निर्देश जो कि ऑपकोड के रूप में मौजूद है, को माइक्रोप्रोसेसर द्वारा डेटा बस के माध्यम से लाया जाता है।

मान लीजिए कि निर्देश ADD BL, CL है। लेकिन, मेमोरी के अंदर, यह एक ओपकोड के रूप में होगा। तो, यह ओपकोड कंट्रोल यूनिट को भेजा जाता है।

नियंत्रण इकाई ओपकोड को डिकोड करती है और बीएल और सीएल रजिस्टर को उसमें संग्रहीत मूल्य को जारी करने के लिए सूचित करने वाले नियंत्रण संकेत उत्पन्न करती है।  

8086 microprocessor in hindi
8086 microprocessor in hindi


इसके अलावा, यह ALU को उस विशेष डेटा पर ADD ऑपरेशन करने के लिए संकेत देता है।

यह उल्लेखनीय है कि एडीडी बीएल, सीएल जैसे किसी भी निर्देश में। बीएल ऐड ऑपरेशन के परिणाम के गंतव्य को दर्शाता है।

यह स्पष्ट रूप से दिखाता है कि जो कुछ भी, ऑपरेशन किया जाता है, उसका परिणाम पहले रजिस्टर में संग्रहीत किया जाना चाहिए, अर्थात् इस विशेष उदाहरण के लिए बीएल।

हम एक और उदाहरण लेते हैं: एक निर्देश पर विचार करें, ADD CL, 05H

इसका मतलब यह है कि ऑपरेंड जो 05H है, उसे सीएल रजिस्टर में मौजूद डेटा के साथ जोड़ा जाना है और उस विशेष रजिस्टर यानी सीएल में संग्रहीत किया जाता है।

ऐसी स्थिति में, ऑपरेंड को कंट्रोल यूनिट को प्रदान नहीं किया जाता है क्योंकि केवल ओपीकोड को सीयू द्वारा डिकोड करने की आवश्यकता होती है। इसलिए ऑपरेंड को सीधे ALU को प्रदान किया जाता है।

इसके अलावा, इस परिणाम की स्थिति ध्वज रजिस्टर में संग्रहीत की जाती है। इसलिए, जब भी, ALU एक ऑपरेशन करता है, यह एक साथ परिणाम और साथ ही इसकी स्थिति उत्पन्न करता है।

यह उल्लेखनीय है कि बीआईयू में, जब भी निर्देश में शाखा होती है, तो पाइपलाइनिंग विफल हो जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आमतौर पर निर्देश क्रमबद्ध तरीके से मौजूद होते हैं। लेकिन, कभी-कभी निर्देशों को निष्प्रभावी रूप से निष्पादित करने की आवश्यकता होती है।

हालांकि, कतार में, निर्देश क्रमिक रूप से संग्रहीत होते हैं। इसलिए, अगर किसी भी यादृच्छिक निर्देश को डिकोड किए जाने की आवश्यकता होती है, तो मौजूद है। कतार में संग्रहीत ओपकोड अमान्य हो जाएगा और उस विशेष समय पर साफ़ किया जाना चाहिए।

तो, यह सब ब्लॉक डायग्राम और 8086 माइक्रोप्रोसेसर के काम के बारे में है।

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