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인텔 80186

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목차

1. 개요

인텔 80186은 1982년에 출시된 16비트 마이크로프로세서로, 8086의 후속 모델이다. 클럭 제네레이터, 인터럽트 컨트롤러 등 주변 장치를 통합하고 명령어 추가를 통해 성능을 향상시켰다. 80186은 8088처럼 8비트 데이터 버스를 가진 80188 파생 모델을 포함하며, 임베디드 시스템에 주로 사용되었다. 80C186, 80C188, 80C186XL, 80C188XL 등 다양한 파생 모델이 존재하며, 2007년 9월에 생산이 중단되었다.

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인텔 80186
Intel 80186
회색 세라믹 패키지에 담긴 인텔 A80186 프로세서
생산 시작1982년 1월
생산 종료2007년 9월 28일
최저 속도6
최고 속도25
최저 속도 단위MHz
최고 속도 단위MHz
프론트 사이드 버스6 MHz ~ 25 MHz
아키텍처x86-16
응용 분야데스크톱, 임베디드
패키지68핀 PLCC
68핀 LCC
100핀 PQFP (엔지니어링 샘플 전용)
68핀 PGA
이전 프로세서Intel 8088
변형Intel 80188
다음 프로세서Intel 80386 (80286은 1982년 초에 출시되었으며, 따라서 80186과 동시대이다.)
코프로세서8087 및 이후 80C187 (80C186 전용)
제조사Intel
AMD
Fujitsu
Siemens
Harris
Intersil
최소 크기3 μm
최대 크기1 μm
트랜지스터55000
데이터 폭16비트
주소 폭20비트
소켓PGA68
PLCC-68 (변형)
LCC-68 (변형)
지원 상태지원 중단

2. 특징

8086의 후속으로 개발된 80186은 8086과 마찬가지로 16비트 외부 버스를 가졌으며, 8비트 데이터 버스를 가진 80188도 있었다. 초기 80186/80188의 클럭 주파수는 6MHz였으나, 마이크로 코드 대신 추가된 하드웨어 덕분에 일부 명령어는 8086보다 10~20배 빠르게 작동하기도 했다. 전체적으로 초당 100만 개의 명령어를 처리할 수 있었다.[37]

80286 및 80386과는 달리, 아키텍처 변경은 없었고, 8086 시리즈에 주변 IC(클럭 제네레이터, 인터럽트 콘트롤러, 타이머, DMAC, 칩 셀렉터)가 통합되고 10여 개의 명령어가 추가되어 칩 수를 줄였다.

80186은 CLCC(세라믹 리드리스 칩 캐리어), PLCC, QFP, PGA 등 다양한 패키지 형태로 제공되었다. 패키지 형태에 따라 칩 이름 앞부분에 R(CLCC), N(PLCC), S(QFP), A(PGA) 등의 이니셜이 붙었다.

80186 아키텍처의 매우 단순화된 블록 다이어그램


인텔 80186의 다이


80186 시리즈는 클럭 발생기, 인터럽트 제어기, 하드웨어 타이머, 대기 상태 발생기, DMA 채널 및 외부 칩 선택 라인과 같은 기능을 통합하여 필요한 집적 회로의 수를 줄이도록 설계되었다. 이 칩은 외부 메모리를 갖춘 마이크로컨트롤러로서, 다양한 임베디드 시스템에 사용되었다.

80186의 초기 클럭 속도는 6 MHz였지만, 주소 계산 등에 더 많은 하드웨어가 사용되어 동일 클럭 주파수에서 8086보다 많은 명령을 더 적은 클럭 사이클 내에 완료할 수 있었다. 예를 들어, 일반적인 '레지스터+즉시' 주소 지정 방식은 8086보다 훨씬 빨랐다. 곱셈과 나눗셈도 크게 개선되어 8086보다 몇 배 빨랐으며, 다중 비트 시프트는 8086보다 거의 4배나 빠르게 수행되었다.

80286의 리얼 모드와 마찬가지로 80186에는 11개의 명령어가 추가되었다. 하지만 80286 이후의 칩과는 달리, 명령어 집합 아키텍처의 대폭적인 확장은 없으며, 8086와 같은 세대의 아키텍처이다.

80186은 코어 확장보다는 주변 IC(클럭 제너레이터, 인터럽트 컨트롤러, 타이머, DMAC, 칩 셀렉터)를 온다이에 통합하여 마이크로컨트롤러에 가깝고, 임베디드 시스템을 위한 특징을 갖추고 있다. 동일한 클럭으로 동작하는 i8086과 비교하여 약 1.3배 정도의 성능을 낸다고 알려져 있다(명령어에 따라 다름).

사진의 독특한 패키지 형태는 CLCC(세라믹 리드리스 칩 캐리어)라고 불리며, 전용 소켓을 사용해야 기판에 장착할 수 있다. 이후 PLCC, QFP, PGA 등 다른 패키지도 공급되었다.

IBM PC와의 호환성 문제로 인해, PC에서는 부품 수를 줄이는 것이 중요한 북형(book型) 컴퓨터에 주로 사용되었다. 같은 시기에 NEC가 8086 호환 프로세서로 전개했던 V 시리즈 중에서는 V35/V25가 기능적으로 매우 유사하다.

2. 1. 추가된 명령어

80186에는 다음과 같은 새로운 명령어들이 추가되었다:[37] 기존 명령어에도 즉시값(immediate)을 사용할 수 있도록 하는 등 어드레싱 모드가 추가되었다.

명령어설명
ENTER프로시저의 인수(parameter)를 위한 스택 프레임 생성
LEAVE고수준 프로시저의 종료
PUSHA모든 일반 레지스터의 Push 처리
POPA모든 일반 레지스터의 Pop 처리
BOUND배열의 색인(index) 값이 경계를 넘었는가 확인
UD2잘못된 OPCODE 예외 발생
IMUL부호 포함 정수 곱셈
INS포트에서 입력으로 문자열을 받음
INSB문자열 바이트 입력
INSW문자열 워드 입력
OUTS문자열을 포트에 출력
OUTSB문자열 바이트 출력
OUTSW문자열 워드 출력



80186/80286에서는 다음 10개의 명령에 대해서 기존 명령에 어드레싱 모드가 추가되었다. 모두 피연산자에 즉시 값을 사용할 수 있게 되었다. 또한, 시프트/로테이트 명령에서는 비트 수로 지정할 수 있는 유효한 값이 31 이하로 변경되었으며, 그보다 큰 값을 지정해도 하위 5비트 부분만 인식되게 되었다.

명령어설명
IMUL정수 곱셈
PUSH워드를 스택에 푸시
RCL캐리를 통해 왼쪽으로 회전
RCR캐리를 통해 오른쪽으로 회전
ROL왼쪽으로 회전
ROR오른쪽으로 회전
SAL산술적 왼쪽 시프트
SHL논리적 왼쪽 시프트
SAR산술적 오른쪽 시프트
SHR논리적 오른쪽 시프트



또한, 8086에서는 8087 명령을 사용하는 동안 `WAIT` 명령으로 CPU를 멈춰야 했지만, 80186에서는 자동으로 타이밍이 조정되어 8087 명령 전에 반드시 `WAIT` 명령을 넣을 필요가 없어졌다.

3. 파생 모델

인텔 80C186의 다이


80C186은 CMOS로 재설계된 버전으로, DRAM 리프레시, 전력 절약 모드, 80C187 부동 소수점 숫자 보조 프로세서 직접 인터페이스를 도입했다. 1985년 후지쯔(Fujitsu)에 세컨드 소스되었다.[6] 같은 해 3분기, 68핀 PLCC 및 PGA 패키지로 샘플이 제공되었다.[7] 12.5MHz 80186-12는 1.5 μm HMOS-III 공정으로 100개 단위 36USD에 판매되었다.[8] 12.5 MHz 80C186은 CHMOS III-E 기술로 정상 부하 시 약 90 mA, 절전 모드 시 32 mA를 소비했다. 68핀 PLCC, CPGA, CLCC 패키지로 제공되었다.[9]

군사용 M80C186은 10/12MHz 버전으로, MIL-STD-883 Rev. C 및 MIL-STD-1553 버스 표준을 충족했다. 12MHz CHMOS 버전은 약 100mA를 소비했다. 68핀 CPGA, CQFP 패키지로 제공되었다. 10MHz M80C186 PGA는 100개 단위 378USD에 판매되었다.[10]

80C186EB는 주문형 표준 제품용 완전 정적 설계로, 1 μm CHMOS IV 기술을 사용했다. 84핀 PLCC, 80핀 EIAJ QFP 패키지로 3V/5V 버전이 제공되었고, 1,000개 단위 16.95USD에 판매되었다.[11]

80C186EC는 DMA 채널 4개, 인터럽트 컨트롤러 2개, 시리얼 채널 2개, I/O 22개, 타이머 4개를 제어한다. 1,000개 단위 17.7달러에 판매되었고, 5V 버전만 제공되었다. 80C186EC/80C186EA는 유휴, 전원 끄기, 절전 모드를 지원했다. 80C186EA는 3V/5V 버전을 제공했다.

3. 1. 80188

80188은 데이터 버스가 외부 8비트로 제공되어 주변 장치 연결 비용을 절감한 인텔 80186의 변종이다. 8086에 대한 8088과 같은 관계이다. 16비트 레지스터와 1 메가바이트 주소 범위는 변경되지 않았으며, 초당 100만 명령어를 처리할 수 있었다.[17] 1985년경 인텔은 이 마이크로프로세서를 후지쯔(Fujitsu)에 세컨드 소싱했다.[18] 같은 해 3분기에는 68핀 PLCC 및 PGA 패키지로 샘플이 제공되었다.[19]

80188 시리즈는 주로 임베디드 시스템용으로 설계되었으며, 외부 메모리를 갖춘 마이크로컨트롤러였다. 필요한 칩 수를 줄이기 위해 클럭 생성기, 인터럽트 컨트롤러, 타이머, 대기 상태 생성기, DMA 채널, 외부 칩 선택 라인 등의 기능을 포함했다. N80188은 8087 수치 연산 보조 프로세서와 호환되었지만, 80C188은 그렇지 않았다.

3. 2. 80C186XL/80C188XL

80C186XL/80C188XL은 80186/80188을 CMOS화하여 고클럭(최대 20MHz) 및 저전력화를 실현한 모델이다.[12] 1μm CHMOS 공정 기술을 사용했으며, 기존 CMOS 버전의 80C186과 호환되어 25% 더 높은 성능과 50% 더 낮은 전력 소비를 제공했다.[12] 80C186EA와 80C186XL은 모두 1,000개 단위로 11.8달러에 판매되었다.[12]

3. 3. 80C186Ex/80C188Ex

80C186Ex/80C188Ex는 시리얼 인터페이스 등의 주변 IC를 추가하고, 3V 동작 및 전력 관리 기능을 추가한 모델이다.[6]

3. 4. 기타 파생 모델


  • 18677: 16MB의 메모리를 처리할 수 있도록 기능을 확장한 모델이다. 후지쯔와 인텔 재팬이 공동 개발하였다.[6]
  • 80C186XL/80C188XL: 80186/80188을 CMOS화하여 고클럭 (16MHz) 및 저소비전력화를 실현한 모델이다.
  • 80C186Ex/80C188Ex: 시리얼 인터페이스 등의 주변 IC를 추가하고, 3V 동작, 전력 관리 기능을 추가한 모델이다.

4. 활용

인텔 80186은 IBM PC 등에서 사용되었던 DMAC와 호환되지 않아 주로 임베디드 시스템에 많이 사용되었고, 개인용 컴퓨터에서는 제한적으로 사용되었다.[38][39] 예외적으로, 마인드셋(Mindset) 그래픽 워크스테이션, 지멘스 PC-D, 스웨덴 학습용 컴퓨터 Compis, RM Nimbus (영국 학습용 컴퓨터), Unisys ICON (캐나다 학습용 컴퓨터), HP 200LX, 탠디 2000, 일본 후지쯔 FM-16β 등에 CPU로 사용되었다. 영국 어콘(Acorn)의 'Master 512 system' 프로세서 추가 보드에도 사용되었다.

80186은 컴퓨터가 아닌 전자 장치에도 내장되었는데, 마이크로텍(Microtek) 8086 인서킷 에뮬레이터 제어, 1991년 출시된 인텔 14.4EX 모뎀(복잡한 알고리즘 수행), 팩스/모뎀 ISA 카드인 2세대 새티스팩션(SatisFAXtion) 보드, IBM 7171 프로토콜 컨버터, 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(Digital Equipment Corporation) 데크토크(DECtalk) 음성 합성 시스템 컨트롤러 카드 등에 사용되었다.

4. 1. 개인용 컴퓨터

80186은 IBM PC와의 호환성 문제로 인해 개인용 컴퓨터 시장에서 큰 성공을 거두지는 못했지만, 다음과 같은 일부 PC에 사용되었다.

  • 덴마크 레그네센트랄렌: [https://datamuseum.dk/wiki/RC_Partner RC750 Partner] (CCP/M 실행), [https://datamuseum.dk/wiki/RC_Piccoline RC759 Piccoline] (CCP/M 실행)
  • 호주 둘몬트 매그넘 랩톱: 초기 랩톱 중 하나
  • 왕 연구소: 왕 오피스 어시스턴트(Wang Office Assistant) - PC와 유사한 독립형 워드 프로세서
  • MAD-1: 모듈형 설계를 갖춘 반(semi)–IBM PC 호환 데스크톱 컴퓨터
  • 프론토 시스템 16: 또 다른 PC 호환 기종
  • 마인드셋: 초기 그래픽 워크스테이션[38]
  • 지멘스 Siemens PC-D|PC-Dde: 100% IBM PC 호환은 아니지만 MS-DOS 2.11 사용[39]
  • Compis: 스웨덴 학교 컴퓨터
  • 프랑스 SMT-구필 G4
  • RM 님버스 PC-186: 영국 학교 컴퓨터 시리즈의 첫 번째 버전
  • 유니시스 아이콘: 캐나다 학교 컴퓨터
  • ABS의 ORB 컴퓨터[21]
  • HP 100LX, HP 200LX, HP 1000CX, HP OmniGo 700LX
  • 탠디 2000 데스크톱: 당시에는 선명한 그래픽을 갖춘 다소 PC 호환 워크스테이션
  • 텔렉스 1260(Telex 1260): 데스크톱 PC-XT 호환 기종
  • 필립스 :예스
  • 노키아 미크로미코 2
  • IBM PC라디오
  • 일본 후지쯔 FM-16β


개인용 컴퓨터용 80186의 독립형 구현 외에도, BBC 마스터 512(512KB RAM을 갖춘 80186–10을 포함하는 아콘 컴퓨터의 BBC 마스터 제품군 컴퓨터용 플러그인)와 1985년에 출시된 오키드 테크놀로지 PC 터보 186[22]과 같은 "애드인(add-in)" 가속 카드 구현의 두 가지 예가 있다.

4. 2. 기타 장치

80186은 주로 다음과 같은 임베디드 시스템에 사용되었다.

  • 마이크로텍(Microtek) 8086 인서킷 에뮬레이터 제어
  • 1991년 출시된 인텔 14.4EX 모뎀: 16MHz 프로세서가 전방 오류 정정, 트렐리스 변조, 에코 제거 등 복잡한 알고리즘 수행
  • 2세대 새티스팩션(SatisFAXtion) 보드 ( 팩스/모뎀 ISA 카드)
  • IBM 7171 프로토콜 컨버터: ASCII 문자 지향 터미널을 IBM 3270 터미널처럼 보이게 하여 IBM 메인프레임에 연결
  • 데크토크(DECtalk) 음성 합성 시스템(디지털 이큅먼트 코퍼레이션)의 컨트롤러 카드

5. 단종

Intel영어은 2006년 3월 30일에 80386, 80486과 같은 다른 프로세서 모델의 생산과 함께 80186 및 80188의 생산이 2007년 9월 말에 중단될 것이라고 발표했다.[27][28] 핀 호환 및 명령어 호환 대체품은 여전히 다양한 제3자 공급업체에서 제조될 수 있으며,[29] FPGA 버전은 공개적으로 이용 가능하다.[30]

참조

[1] 웹사이트 Product Change Notification http://developer.int[...] 2006-05-02
[2] 웹사이트 CPU http://www.cpu-world.com http://www.cpu-world[...]
[3] 웹사이트 3 μm lithography process https://en.wikichip.[...]
[4] 간행물 New Product Focus: Components: New ASSP Suits Mobile Applications Intel Corporation 1990-09
[5] 서적 iAPX 286 Programmer's Reference http://bitsavers.org[...] Intel
[6] 간행물 NewsBits: Second Source News Intel Corporation 1985-01
[7] 간행물 Advanced Packaging: A Little Goes A Long Way Intel Corporation 1986-01
[8] 간행물 New Product Focus Component: 80186-12 Microprocessor: Fast And Formidable Intel Corporation 1986-03
[9] 간행물 'New Product Focus: Components: It''s Under Control With The 80C186' Intel Corporation 1987-11
[10] 간행물 'Focus: Components: Fast M80C186 Embedded Controller Cuts Power Usage' Intel Corporation 1989-03
[11] 간행물 New Product Focus: Components: New ASSP Suits Mobile Applications Intel Corporation 1990-09
[12] 간행물 Processors Provided More Functions for Embedded Applications Intel Corporation 1991-11
[13] 웹사이트 Product Change Notification http://developer.int[...] 2006-05-02
[14] 웹사이트 Intel 80188 family http://www.cpu-world[...]
[15] 웹사이트 3 μm lithography process https://en.wikichip.[...]
[16] 간행물 New Product Focus: Components: New ASSP Suits Mobile Applications Intel Corporation 1990-09
[17] 웹사이트 1.3 La familia de microprocesadores de Intel. http://www.depi.itch[...] Instituto Tecnológico de Chihuahua 2010-07-20
[18] 간행물 NewsBits: Second Source News Intel Corporation 1985-01
[19] 간행물 Advanced Packaging: A Little Goes A Long Way Intel Corporation 1986-01
[20] 간행물 New Product Focus: Components: New ASSP Suits Mobile Applications Intel Corporation 1990-09
[21] 웹사이트 Orb Micro Advert - March 1984 https://nosher.net/a[...] 2024-12-01
[22] 잡지 Adding Spunk to the IBM PC https://books.google[...] 1985-05-20
[23] AV media EEVblog #410 – Microtek 8086 In-Circuit Emulator Teardown https://www.youtube.[...] EEVBlog 2013-01-15
[24] 간행물 PC Fax Board Simplifies Data Transmission Intel Corporation 1991-01
[25] 잡지 Cycle of change speeds up https://books.google[...] IDG Enterprise 1985-01-21
[26] 서적 7171 Reference Manual and Programming Guide http://www.bitsavers[...] IBM Corporation
[27] 웹사이트 Product Change Notification 106013 – 01 http://developer.int[...] 2006-05-02
[28] 웹사이트 Intel cashes in ancient chips https://www.theregis[...] 2024-02-18
[29] 웹사이트 Innovasic Offers Replacement ICs for Intel 186/188 Microcontrollers https://web.archive.[...] 2009-01-19
[30] 웹사이트 Jamie Iles – Software + Hardware | 80186 CPU https://www.jamieile[...]
[31] 문서 INS, OUTSはオペランドでバイトかワードを指定させる表記法で実際にはそれぞれINSBかINSWおよびOUTSBかOUTSWと同じものであるため実質9命令。
[32] 문서 ただしSALとSHLは全く同じ動作なので、実質9命令。
[33] 문서 PUSH imm8のオペコードは6Ah、PUSH imm16は68hとなっており、マシン語レベルでみるとこれらも新命令である。
[34] 문서 8086でも1ビットのシフト/ローテイト命令はある。複数ビットのシフト/ローテートを行うには8086では一度シフト・ローテートするビット数をレジスタに入れる必要があったが、80186,80286では命令の即値オペランドで指定できるようになった。
[35] 문서 V30は一般的に80186の命令互換とされるが、この変更は適用されておらず、8086互換の挙動になる。例えばシフト命令で31を超えるような大きな値を指定すると、8086やV30では演算結果が0になるが、80186/80286以降では32で割った余り（剰余）の分だけしかシフトされないという違いが生じる。この挙動の違いは上記ENTER命令の第2オペランドについても同様で、80186（以降）では下位5ビット分しか使われないが、V30ではそのような制限は無い。
[36] 문서 通常、アセンブラが自動的にWAIT命令を入れる。
[37] 웹인용 Intel Chips http://www.geocities[...] 2007-11-01
[38] 웹사이트 Byte Cellar: Mindset Computer http://www.bytecella[...]
[39] 문서 지멘스에서 1984년에 발매한 DOS 탑재 개인용 컴퓨터 시리즈. MS-DOS 2.11을 탑재하였다.


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