微处理器结构和存储器组织ppt课件.ppt

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1、1、80x86微处理器的结构2、存储器组织从8086到pentium(8086:16位，8088:准16位)执行部件（EU）总线接口部件（BIU）微处理器的结构微机原理微处理器的结构8086微处理器的基本框图微机原理微处理器的结构功能：负责与M、I/O端口传送数据。总线接口部件要从内存取指令送到指令队列；CPU执行指令时，要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件；或把执行部件的操作结果传送给指定的M或I/O口。通过总线从内存取指令和操作数--指令队列--EU--执行完毕--BIU--内存。总线接口单元微机原理微处理器的结构组成4个段地址寄

2、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位双向数据总线，一组控制总线。总线接口单元微机原理微处理器的结构指令队列8086的指令队列为6个字节,8088的指令队列为4个字节。执行指令的同时从内存中取下一条或几条指令，取来的指令放在指令队列中，使BIU具有预取指令的功能，是一种先进先出（FIFO）的数据结构。指令执行顺序顺序指令执行：指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条

3、指令。执行转移指令：BIU清除指令队列中的内容，从新的地址取入指令，立即送往执行单元，然后再从新单元开始重新填满队列。总线接口单元微机原理微处理器的结构功能：负责指令执行。组成：4个通用寄存器：AX、BX、CX、DX;4个专用寄存器：BP、SP、SI、DI，标志寄存器（PSW）9个标志位算术逻辑单元: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，协调执行指令规定的操作。执行单元微机原理微处理器的结构8086/8088微处理器:BIU和EU分开，取指和执行

4、可以重迭，大大减少了等待取指所需的时间，提高CPU的利用率。重迭操作技术：一方面提高了整个执行速率，另一方面降低了与之相配的存储器的存取速度的要求。执行单元微机原理微处理器的结构8086、8088共有14个16位寄存器8个通用寄存器：AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI4个段寄存器：CS,SS,DS,ES指令指针：IP标志寄存器：FR编程结构微机原理微处理器的结构8086的寄存器结构AX、BX、CX、DX作为通用寄存器。用来暂存计算过程中所用到的8位或16位的操作数或操作数的地址或指令，结果或其它信息。访问形式:可以用16位的访问;或者可以用字节（8位）形式访

5、问,高8位记作:AH、BH、CH、DH低8位记作:AL、BL、CL、DL通用寄存器微机原理微处理器的结构AX——（Accumulator）作为累加器。它是算术运算的主要寄存器，所有I/O指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。例：INAL,20HOUT30H,AXBX——Base用作基址寄存器使用。在计算内存储器地址时，经常用来存放基址。例：MOVAX,[BX+03H]通用寄存器微机原理微处理器的结构CX—Count可以作计数寄存器使用。在循环LOOP指令和串处理指令中用作隐含计数器。DX—Data可以作为数据寄存器使用。一般在双字长乘除法运算时，把DX和AX组合在一起

6、存放一个双字长(32位)数，DX用来存放高16位;对某些I/O操作DX可用来存放I/O的端口地址（口地址256）。例：MULBX;(AX)(BX)(DX)(AX)例:INAL,DX通用寄存器微机原理微处理器的结构地址指针与变址寄存器：SP、BP、SI、DI四个16位寄存器。以字为单位在运算过程中存放操作数，经常用以在段内寻址时提供偏移地址。段地址:只取段起始地址高16位值。偏移地址:指在段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。…高16位值0000B通用寄存器微机原理微处理器的结构地址指针寄存器(SP、BP)SP（stackpointer）——堆栈指针寄存器用

7、来指示栈顶的偏移地址,必须与SS段寄存器联合使用确定实际地址。BP（basepointer）——基址指针寄存器可以与SS寄存器联合使用来确定堆栈段中某一存储器单元地址。通用寄存器微机原理微处理器的结构8086系统存储器与总线连接堆栈和指针设:(SS)=3F00H,(SP)=0060H堆栈和指针如下图：堆栈是内存开辟的一个特殊数据区，一端固定，一端浮动，严格按照后进先出的工作原则。数据总线地址总线D7~D01MX8位存储体A19~A000000HFFFFFHA19~10............a1a0栈底4EFFFH3F060H(SP)=6