Intel 80286

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Der Intel 80286 war ein Mikroprozessor der Firma Intel, der am 1. Februar 1982 als Nachfolger des 8086 auf den Markt kam. Er wurde zunächst in Büro-Mikrocomputeranlagen eingebaut, die unter UNIX liefen. 1984 brachte dann die Firma IBM den Nachfolger des IBM PC XT, den IBM PC AT heraus, auf 80286-Basis. Fast ausschließlich durch die AT-Computer und deren Nachbauten fand der 80286 Verbreitung. Auch die DDR versuchte kurz vor der Wende, unter der Typenbezeichnung U80601 diese CPU nachzubauen. Obwohl der Nachbau nicht hundertprozentig war, wurde sie im Robotron EC 1835 verbaut und lief mit bis zu 16 MHz.

Inhaltsverzeichnis 1 Protected Mode 2 Memory Extender 3 DOS-Extender und Windows 4 Architektur 5 Technische Daten 6 Siehe auch 7 Weblinks

[Bearbeiten] Protected Mode

Der 80286 war abwärtskompatibel zum 8086, führte aber einen neuen Betriebsmodus ein, der in PCs meist nicht genutzt wurde. Der normale, abwärtskompatible Modus wurde Real Mode genannt, der neue Modus Protected Mode.

Im Real Mode war der 80286 nahezu völlig kompatibel zum 8086 – einschließlich der Beschränkung auf 1 Mebibyte (MiB) Adressraum.

Der neue Protected Mode dagegen erlaubte es, über 24 Adressleitungen bis zu 16 MiB zu adressieren. Die Beschränkung auf maximal 64 KiB große Segmente blieb jedoch auch in diesem Betriebsmodus bestehen – die (Adress-)Register waren nach wie vor nur 16 Bit breit. Allerdings konnte ein Segment auf eine nahezu beliebige Adresse im 24-Bit-Adressraum gelegt werden. Nur so erschloss sich für Programmcode der ganze Adressraum.

Der Protected Mode unterstützte Multitasking, den Schutz von Speicherbereichen vor anderen Programmen und weitere, nicht im Real Mode verfügbare Erweiterungen. Obwohl der Protected Mode schwieriger zu programmieren war als der Real Mode, bot er eine Vielzahl von Vorteilen und neuen Möglichkeiten. Die Entwickler von Intel glaubten, dass alte Programme, die sich an gewisse Regeln hielten, unverändert im neuen Modus laufen würden. In der Praxis zeigte sich jedoch, dass aufgrund vieler Probleme mit der PC-Architektur und des Betriebssystems MS-DOS fast keine Real-Mode-Programme im Protected Mode lauffähig waren.

Da die Entwickler von Intel den Protected Mode als dem alten so überlegen angesehen hatten, hatten sie keine Möglichkeit eingebaut, diesen Modus wieder zu verlassen und in den Real Mode zurückzukehren. Dies wurde erst im 80386 hinzugefügt, nachdem Intel erkannt hatte, dass es aus Kompatibilitätsgründen notwendig war.

Durch die Beschränkung, dass man nicht vom Protected in den Real Mode zurückkehren konnte und die meisten verfügbaren Programme im Protected Mode nicht lauffähig waren, wurden bis ca. 1988 die AT-PCs fast ausschließlich im Real Mode betrieben. Folglich existierte die Beschränkung auf ein MiB auch für PCs mit i286 CPU, mit Ausnahme des relativ kleinen High Memory Bereichs.

[Bearbeiten] Memory Extender

1987, mit Windows 2.1, realisierte die Firma Microsoft zum ersten Mal einen so genannten Memory-Extender, der den Protected Mode des 80286 zu Hilfe nahm. Mit solchen Memory-Extendern kann aus DOS heraus Speicher oberhalb der 1-MiB-Grenze und des High Memory, das so genannte Extended Memory genutzt werden. 1988 wurde dieser Zugriff standardisiert. Der Standard hieß LIM, abgeleitet von den Anfangsbuchstaben der Unternehmen, die sich um die Standardisierung bemüht hatten: Lotus, Intel und Microsoft. Die Memory-Extender hießen XMS-Extender. Der bekannteste unter ihnen wurde der ab 1990 mit DOS 5.0 mitgelieferte Extender Himem.sys.

[Bearbeiten] DOS-Extender und Windows

Ab 1990 kamen dann auch DOS-Extender zur verbesserten Nutzung des Protected Mode der 80286- und 80386-Prozessoren auf.

Bis Windows 3.0 wurde der Real-Mode des PC/XT (8086/88) unterstützt, bis Windows 3.1 der Standard-Mode des AT (80286). Windows for Workgroups 3.11 bzw. Windows 95 liefen allerdings nur noch im Extended-Mode, der einen 80386-Prozessor oder höher erfordert.

[Bearbeiten] Architektur

• max. adressierbarer Speicher: 16 MiB
• Verarbeitungsbreite: 16 Bit
• Datenbus: 16 Bit
• Adressbus: 24 Bit

[Bearbeiten] Technische Daten

• L1-Cache: nicht vorhanden
• L2-Cache: nicht vorhanden
• Bauform: PGA, PLCC oder LCC mit 68 Pins
• Betriebsspannung (VCore): 5V
• Erscheinungsdatum: 1982
• Fertigungstechnik: 1,5 µm
• Die-Größe: 47 mm² bei 134.000 Transistoren
• Taktraten:
  • 4 MHz
  • 6 MHz
  • 8 MHz
  • 10 MHz
  • 12 MHz
  • 16 MHz
  • 20 MHz (nur Harris CS80C286-20 und AMD N80L286-20(?))
  • 25 MHz (nur Harris CS80C286-25)

[Bearbeiten] Siehe auch

• Liste von Mikroprozessoren
• Am286

[Bearbeiten] Weblinks

• Intel 80286 – Informationen und Fotos der verschiedenen Versionen bei cpu-collection.de (englisch)
• Aus Anlaß 20 Jahre PC-Programmierung: Wie kriege ich Hauptspeicher?