微处理器体系结构课件

《微处理器体系结构课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章微处理器体系结构3.18086处理器体系结构3.2ARM7内核体系结构3.3ARM7内部寄存器3.4ARM7运行状态标志寄存器CPSR3.5存储器及存储器映射I/O3.6ARM处理器的其他特性3.7基于ARM处理器的SOC芯片设计产业模式3.180X86处理器结构本节的学习应该掌握：8086/8088微处理器的结构8086/8088指令执行的操作过程8086的操作时序3.18086/8088微处理器3.1.18086/8088性能特点与组成结构8086：Intel系列的16位微处理器；16条数据线；20条地址线

2、，可寻址地址范围220=1MB；单5V供电、一个5MHz时钟。8088：内部与8086兼容，16位微处理器；对外数据总线为8位，称为准16位微处理器；有包括乘法和除法的16位运算指令；能处理16位和8位数据；20根地址线，寻址的空间达1M字节。AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行部分控制电路123456CSDSSSESIP(PC)内部寄存器总线I/O控制电路地址加法器20位16位8位指令队列缓冲器外总线执行部件总线接口部件8086CPU结构图总线接口部件总线接口功能：（1

3、）从取指令送到指令队列。（2）CPU执行指令时，到指定的位置取操作数，并将其送至要求的位置单元中。（2）16位指令指针寄存器IP（PC）;（3）20位的地址加法器;（4）六字节的指令队列缓冲器。总线接口的组成：（1）四个段地址寄存器CS16位代码段寄存器DS16位数据段寄存器ES16位附加段寄存器SS16位堆栈段寄存器;总线接口部件说明：（1）指令队列缓冲器：在执行指令的同时，将取下一条指令，并放入指令队列缓冲器中,CPU执行完一条指令后，可以执行下一条指令（流水线技术）,提高CPU效率。（2）地址加法器：产生20位

4、地址,CPU内无论是段地址寄存器还是偏移量都是16位的，通过地址加法器产生20位地址。2.执行部件执行部件作用：*从指令队列中取出指令;*指令译码,发出相应相应的控制信号;*收发数据,接收由总线接口送来的数据或发送数据至接口;*算术逻辑运算执行部件组成：*四个通用寄存器AX、BX、CX、DX。四个通用寄存器都是16位或作两个8位来使用。*专用寄存器SP------堆栈指针寄存器BP------基址指针寄存器DI-------目的变址寄存器SI-------源变址寄存器*算术逻辑单元ALU完成8位或者16位二进制算术和

5、逻辑运算，计算偏移量。*数据暂存寄存器协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。*控制电路取出指令操作码，通过译码电路分析，发出相应的控制命令，控制ALU数据流向。*标志寄存器*标志寄存器16位寄存器，其中有7位未用。D15D0OFDFIFTFSFZFAFPFCF进借位标志奇偶标志半进借位标志零标志符号标志单步中断中断允许方向标志溢出标志1-有进、借位0-无进、借位1-低8位有偶数个10-低8位有奇数个11-低4位向高4位有进、借位0-低4位向高4位无进、借位1-结果为00-结果不为03.1.28086CPU执行程序的

6、操作过程（1）形成20位地址送至程序存储器从指定单元取出指令字节放入指令队列中。（2）8086指令队列中有2个空字节总线接口部件就会自动取指令至队列中。（3）执行部件从指令队列首取出指令代码执行该指令。（4）队列已满，执行部件又不使用总线时，总线接口部件进入空闲状态。（5）执行转移指令、调用指令、返回指令时，先清空队列内容，再将要执行的指令放入队列中。3.1.38086引脚功能根据所连的存储器和外设规模的不同，使它们可以在两种模式下工作：系统的最小模式：只有一8086/8088CPU。系统的最大模式：有两个

7、或两个以上的CPU，一个为主CPU8086/8088，另一个为协CPU8087/8089。指令周期：执行一条指令所需要的时间。总线周期（机器周期）：CPU通过总线与存储器或I/O接口进行一次数据传输所需的时间。T状态（时钟周期）：CPU处理动作的最小单位。T1T2T3TWaiteT4总线周期01020304050607080910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221GNDAD14/A14AD13/A13AD12/A12AD11/A11

8、AD10/A10AD9/A9AD8/A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCC（5V）AD15/A15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6/BHE/S7HIGH（SSO）MN//MX/RDHOLD（/RQ//GT0）HLDA（/RQ//GT1）/WR（/LOCK）M//IO（/S2）DT//