微型计算机结构

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1、第2章8086/8088微处理器及其体系结构8086/8088CPU的编程结构8086/8088的存储器组织8086/8088的I/O组织8086/8086CPU的引脚功能和工作方式8086/8088的操作及其时序高性能微处理器先进技术简介本章简介:2.18086/8088CPU的编程结构2.1.18086/8088CPU的内部结构8086/8088CPU的内部结构如下图:8086/8088CPU总线部件有些差别:8086CPU的外部数据总线为16位，指令队列6个字节，而8088CPU的外部数据总线为8位,指令队列4个字节。8088CPU因其外部数据总线8位而被称为准16位微处理器。两

2、大独立部件:执行部件EU(ExecutionUnit)总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit)。前面的模型机给了我们这样的启示:计算机工作的过程就是取指令和执行指令的过程。AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器暂存器ALU状态EU控制器123456CSDSSSESIP内部寄存器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结构图返回8088的指令执行过程两大独立部件的功能:1.执行部件EU（ExecutionUnit）EU从BIU的指令队列缓冲器中获得指令，并对指令进行译码，根据指令的要求向EU内各部件发

3、出控制命令，完成指令规定的操作。数据的算术逻辑运算、寄存器的管理等都是由EU完成的。2.总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）它的主要功能是实现8086CPU与存储器和外部设备之间的数据传送及指令的读取。（1）、BIU负责形成指令所在内存单元的物理地址，从内存指定区域取出指令送到指令队列缓冲器。（2）、执行指令时从相应的内存区域或I/O端口读取指令所需要的操作数，或将指令的执行结果送入内存和I/O端口的指定位置。①从内存取来的指令存入队列缓冲器，缓冲器中只要有一条指令，EU就开始执行。②队列缓冲器中只要有两个字节为空（8088是一个字节），BIU便自动执行取指操作，从内

4、存中的相邻单元取出相应的指令字节放入缓冲器中，直到缓冲器填满时为止。③当EU执行完转移、调用和返回等切换程序流程的指令时，缓冲器中原来的内容将被清除，BIU从内存中新的位置开始重新预取指令填入队列中。由于EU和BIU两个功能部件并行工作，EU执行的是BIU在前一时刻取出的指令，与此同时，BIU又取出下一时刻要执行的指令，因此能使大部分取指令和执行指令的操作重叠进行，大大减少了等待取指令所需的时间，提高了微处理器的利用率和整个系统的执行速度。两大部件既独立工作又相互协调：指令队列缓冲器是实现重叠操作的关键部件，由6个8位寄存器按先进先出（FIFO）的原则构成。取指令1执行1取操作数2执行

5、2CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌存结果1取指令28088以前的CPU采用串行工作方式：1）CPU执行指令时总线处于空闲状态2）CPU访问存储器(存取数据或指令)时要等待总线操作的完成。解决办法：总线空闲时预取指令，使CPU需要指令时能立刻得到。缺点：CPU无法全速运行。8088CPU采用并行工作方式取指令2取操作数BIU存结果取指令3取操作数取指令4执行1执行2执行3EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌通用寄存器段寄存器8086CPU中共有14个16位寄存器:程序员界面2.1.28086/8088CPU的寄存器结构AHALAX累加器BHBLBX基址寄存器CHCLCX计数寄存器DHDLDX数

6、据寄存器SP堆栈指针BP基址指针SI源变址寄存器DI目的变址寄存器CS代码段寄存器DS数据段寄存器ES附加段寄存器SS堆栈段寄存器IP指令指针F标志寄存器数据寄存器地址指针和变址寄存器控制寄存器组1.通用寄存器通用寄存器共有8个，又可分为两组。（1）数据寄存器数据寄存器可以用于存放8位数据或16位的数据和地址。在8086微处理器中，16位数据寄存器有4个，8位的数据寄存器有8个：累加器AX（Accumulator）AH、AL基址寄存器BX（Base）BH、BL计数寄存器CX（Count）CH、CL数据寄存器DX（Data）DH、DL（2）指针寄存器和变址寄存器2个16位的指针寄

7、存器：2个16位的变址寄存器：堆栈指针寄存器SP(StackPointer)。SP用来指示堆栈顶部单元的位置，实现堆栈操作。基址指针寄存器BP(BasePointer)。BP用来存放在现行堆栈段中的一个数据区的基地址。源变址寄存器SI(SourceIndex)目的变址寄存器DI(DestinationIndex)在对存储器数据段进行访问时，存放当前数据段的偏移地址。通用寄存器的隐含用法寄存器名隐含使用AX,AL在乘/除法指令中作累加器,在I/O