计算机硬件技术基础 (8086、外设).ppt

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1、§1.1概述§1.2Intel8086/8088的结构§1.3外部设备第一章　微机发展、组成与工作原理1§1.2Intel8086/8088的结构Intel8086/8088（简称8086/8088）是一种16位的微处理器，8086/8088的功能结构具有代表性，以此为例说明。注：（1）8086与8088的主要区别：8086的外部数据总线16位，8088的外部数据总线8位。（2）寄存器由触发器组成，多个触发器组成多位寄存器，用以暂存数据。2§1.2Intel8086/8088的结构1.2.18086/8088的编程结构1.2.28086/8088的寄存器结构1.2.38

2、086/8088存储器结构3编程结构：从程序员和使用者的角度来看的结构。这种结构与CPU内部的物理结构和实际布局有区别。8086/8088编程结构如下页图所示，分两部分：1、执行单元EU（ExecutionUnit）2、总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）1.2.18086/8088的编程结构4通用寄存器AXAHAL累加器BXBHBL基址寄存器CXCHCL计数寄存器DXDHDL数据寄存器SP堆栈指针BP基址指针DI目的变址SI源变址指针寄存器变址寄存器运算数暂存器标志寄存器ALUALUDB（16位）ALUDB（16位）EU控制电路执行单元（EU）PSW5

3、总线控制电路AB20位地址加法器段寄存器指令指针内部暂存器CSDSSSESIPDB8088，8位8086，16位8位指令队列123456ALUDB808880868086/8088外部总线总线接口单元（BIU）68086/8088的编程结构1234内部暂存器IPESSSDSCS输入/输出控制电路外部总线执行部分控制电路∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令队列(6/4字节)执行单元(EU)总线接口单元(BIU)16位20位16/8位8位71、执行单元EUEU是执行指令并对各个硬件部分进行控制的部件。它的主要功能就是执行全

4、部的指令。具体说，EU负责分析和执行指令，即：①EU控制电路从指令队列取出指令代码，经译码，发出相应的控制信号；②使数据在运算器ALU中进行运算；③使运算结果的特征保留在标志寄存器(FLAGS)中。1.2.18086/8088的编程结构8EU组成：4个通用寄存器：AX、BX、CX、DX4个专用寄存器：BP、SP、SI、DI标志寄存器（PSW）：9个标志位，其中6个条件标志位用于存放结果状态算术逻辑单元(ALU)：16位加法器，用于对寄存器和指令操作数进行算术或逻辑运算EU控制系统：接受从总线接口单元的指令队列中取来的指令代码，对其译码和向EU内各有关部分发出时序命令信号，

5、协调执行指令规定的操作。1.2.18086/8088的编程结构92、总线接口单元BIUBIU是联系8086/8088CPU内部与外部（存储器和I/O接口）的重要通道，负责处理它们之间的信息传递。具体说，BIU负责执行所有的“外部总线”操作；①当指令队列空或不满时，BIU就通过总线控制逻辑从内存取指令往队列送；②当EU需要数据时，BIU根据EU输出的地址从指定的内存单元或外设中取出数据供EU用；③当运算结束时，BIU将结果输出至外部；④当EU执行转移类指令时，将立即清除队列，BIU又重新从内存中取转移目标处的指令送至队列。1.2.18086/8088的编程结构10BIU组成

6、4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS），16位指令指针寄存器IP，20位的地址加法器(16d段地址+偏移地址＝物理地址),6字节（8086）或4字节（8088）的指令队列,总线控制电路:处理器与外界总线联系的转接电路。包括三组总线：20位地址总线，16/8位双向数据总线，一组控制总线。1.2.18086/8088的编程结构11BIU与EU的流水线结构：由于指令队列的存在，使EU和BIU两个相对独立的部件可并行工作，即取指令和执行指令可并行操作，这就形成了两级指令流水线结构。因此，不再是传统的模式：即CPU必须在执行完前一条指令后，才去取下一条指令。优点：减少了CPU

7、取指令等待时间，提高了CPU的利用率，加快了整机的运行速度，也降低了对内存存取速度的要求。BIU与EU的流水线工作示意图：(见下页)1.2.18086/8088的编程结构12BIUEUBIUEUBIU和EU的执行流水线两级流水取指令译码执行保存取指令译码执行保存取指令译码执行保存取指令译码执行保存四级流水1.2.18086/8088的编程结构13对于8080与8085及较早的8位微处理器:程序执行由取指令和执行指令的循环来完成的，每条指令执行完后CPU必须等待到下条指令取出来后才能执行。1.2.18086/8088的编程结构1