第2章 8086 微处理器及其系统结构ppt课件.ppt

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1、第二章8086微处理器及其系统结构8086的内部结构8086的寄存器组8086微处理器引脚信号8086微处理器典型时序分析8086CPU是Intel公司一种16位微处理器，是第三代微处理器的代表,是80X86的基本型。它有16根数据线和20根地址线，所以可寻址的地址空间是220＝1MB，内部总线和ALU全部为16位，可以进行8位和16位操作。以下是8086CPU实物图。8086内部结构有两个功能模块，完成一条指令的取指和执行功能模块之一：总线接口单元BIU，主要负责读取指令和操作数模块之二：执行单元EU，主要负责指令译码和执行8086的功能结

2、构8086内部结构内部暂存器IPESSSDSCS总线控制电路外部总线执行部分控制电路123456∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令队列缓冲器执行部件（EU)总线接口部件（BIU)16位20位16位8位8088的指令队列是4B暂存寄存器从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）和执行部件EU（ExecutionUnit）。在执行指令的过程中，两个部件形成了两级流水线：执行部件执行指令的同时，总线接口部件完成从主存中预取后继续指令的工作，

3、使指令的读取与执行可以部分重叠。总线接口部件BIU●功能：负责完成取指令送指令队列，配合执行部件的动作，从内存单元或I/O端口取操作数，或者将操作结果送内存单元或者I/O端口。BIU由以下部分组成。①地址加法器和段寄存器1个20位地址加法器、4个16位段寄存器，地址加法器将16位的段寄存器内容左移4位，与16位偏移地址相加，形成20位的物理地址。②16位指令指针IP指令指针IP用来存放下一条要执行指令在代码段中的偏移地址。③指令队列缓冲器当EU正在执行指令中，且不需占用总线时，BIU会自动地进行预取指令操作，将所取得的指令按先后次序存入1个6字

4、节的指令队列寄存器，该队列寄存器按“先进先出”的方式工作，并按顺序取到EU中执行。④总线控制逻辑电路执行部件EU功能：负责进行所有指令的解释和执行。由以下部分组成：①算术逻辑运算单元它是1个16位的运算器，可用于8位、16位二进制算术和逻辑运算，也可按指令的寻址方式计算寻址存储器所需的16位偏移量。②通用寄存器组它包括4个16位的数据寄存器AX、BX、CX、DX和4个16位指针与变址寄存器SP、BP与SI、DI。③标志寄存器它是1个16位的寄存器，用来反映CPU运算的状态特征和存放某些控制标志。④数据暂它协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。

5、⑤EU控制电路它负责从BIU的指令队列缓冲器中取指令，并对指令译码，根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令，以完成各条指令规定的功能。BIU与EU的动作协调原则：总线接口部件(BIU)和执行部件(EU)按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所要求的信息处理任务.①每当8086的指令队列中有两个空字节，BIU就会自动把指令取到指令队列中。其取指的顺序是按指令在程序中出现的前后顺序。②每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口，那么E

6、U就会请求BIU，进入总线周期，完成访问内存或者I／O端口的操作；如果此时BIU正好处于空闲状态，会立即响应EU的总线请求。如BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。④在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。BIU与EU两者的工作是不同步的，正是这种既相互独立又相互配合的关系，使得

7、8086可以在执行指令的同时，进行取指令代码的操作，也就是说BIU与EU是一种并行工作方式，改变了以往计算机取指令→译码→执行指令的串行工作方式，实现流水线作业，大大提高了工作效率。小结CPU内部组成及各完成的功能8086CPU由总线接口部件BIU和执行部件EU两部分组成。总线接口部件负责与存储器和I0端口之间传送数据,总线口部件主要包括：4个段地址寄存器；一个指令指针寄存器IP；一个20位地址加法器；6字节指令队列；内部寄存器；总线控制电路。执行部件负责指令的执行，主要包括：8个16位通用寄存器；标志寄存器；算术逻辑单元ALU和EU控制电路。

8、第二章8086微处理器及其系统结构8086的功能结构8086的寄存器组8086微处理器引脚信号8086微处理器典型时序分析8086的寄存器组执行单元