微机原理与接口技术-第2章cpu体系结构

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1、微机原理与接口技术CPU体系结构第二章主要内容2.1CPU的发展2.28086/8088CPU2.380486CPU2.4PentiumCPU2.5ItaniumCPU2.680486的工作模式2.780486的外部引脚介绍2.8当前CPU所使用的先进技术2.1CPU的发展1971年，Intel公司推出了世界上第一款CPU4004(4位)。1978年，Intel公司生产的8086是第一个16位的CPU。1979年，Intel公司又开发出了8088。1981年，美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中，从而开创了全新的微机时代。1982年，Intel研制出了80

2、286CPU。1985年，新一代的32位核心的CPU——80386DX正式发布。2.1CPU的发展1989年，80486（32位）芯片由Intel推出。1993年，586CPU问世，Intel公司把自己的新一代产品命名为Pentium。1996年底发布PentiumMMX。MMX技术是在CPU中加入了特地为视频信号(VideoSignal)，音频信号(AudioSignal)以及图像处理(GraphicalManipulation)而设计的57条指令，因此，MMXCPU极大地提高了电脑的多媒体（如立体声、视频、三维动画等）处理功能2.1CPU的发展1997年5月发布P

3、entiumⅡ。1998-1999年间，Intel公司推出了Xeon（至强CPU）1999年，Intel公司就发布了PentiumⅢ。2000年，IntelPentium4处理器诞生。2006年，Core2处理器发布。总结：在CPU的发展历史中，具有典型代表的是16位的8086CPU、32位80486CPU和Pentium4（奔腾）CPU、64位的core2§2.28086/8088CPU一、8086的功能结构8086CPU是Intel系列的16位CPU，具有16根数据总线和20根地址总线，直接寻址空间为220，即1MB。8088CPU内部结构与8086基本相同，但是

4、，对外数据总线只有8根，称为准16位CPU。8086从功能上分为两部分：总线接口部分（BIU），执行部分（EU）。AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行部分控制电路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BIUEU1、总线接口部件（BIU）功能：（1）从内存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。总线接口部件的组成：（1）四个段地址寄存器CS，16位代码段寄存器；DS，1

5、6位数据段寄存器；ES，16位附加段寄存器；SS，16位堆栈段寄存器。（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。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、执行部件作用：（1）从指令队列中取出指令。（2）对指令进行译码，发出相应的控制信号。（3）接收由总线接口送来的数据或发送数据至接口

6、。（4）进行算术运算。执行部件的组成：（1）4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。（2）4个专用寄存器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（3）算术逻辑单元ALU完成8位或者16位二进制算术和逻辑运算，计算偏移量。（4）数据暂存寄存器协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。（5）执行部件的控制电路从总线接口的指令队列取出指令操作码，通过译码电路分析，发出相应的控制命令，控制ALU数据流向。（6）标志寄存器16位寄存器，其中有7位未用。D15

7、D0OFDFIFTFSFZFAFPFCF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0例:将5394H与-777FH相加,并说明其标志位的状态。【解】先求-777FH的补码：原码：1111011101111111反码：1000100010000000补码：1000100010000001再做加法运算：0101001110010100+10001000100000011101