微机原理与接口技术第2章 系统结构.ppt

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1、第2章8086系统结构2.18086CPU结构2.28086CPU的引脚及其功能2.38086存储器组织2.48086系统配置2.58086CPU时序2.18086CPU结构2.1.1微处理器(CPU)的典型结构微处理器（Microprocessor)也称中央处理器CPU（CentralProcessorUnit)，主要由三部分组成：运算器（ALU）：对数据进行算术运算、逻辑运算，运算结果标志寄存器。控制器：指令寄存器、指令译码器、定时及各种控制信号产生电路，用户程序中的指令一条条译出来，然后以一定时序发出相应

2、的控制信号。寄存器阵列：用来寄存参与运算的数据，或用来存放操作数地址。有通用和专用寄存器，如专用寄存器：程序计数器PC，堆栈指针SP。微处理器(cpu)的典型结构*在微处理器（CPU）内部，三部分之间的信息交换是采用总线结构来实现的，总线是各组件之间信息传输的公共通路，这里的总线称为内部总线，用户无法控制内部总线的工作。*微处理器（CPU）是计算机的核心部件，用来实现指令的自动装入和自动执行，实现计算机本身的自动化。工作过程取指令→执行指令→取指令→执行指令、、、微机的工作过程*指令是CPU能执行的一个基本操作,

3、CPU的设计者对CPU的所有指令进行编码,用户用编码形式的指令进行编程，程序存放在内存中,CPU从内存取来编码形式的指令,对指令进行译码，发出执行该指令功能所需的信号。*当一条指令取走后，指令指针寄存器（IP)会被自动修改成下一条要执行指令的地址，如此不断的重复。取指令阶段（CPU读内存操作）：地址经地址寄存器→地址总线→地址译码器,选中指令所在的内存单元CPU发出内存读控制信号指令从内存→数据总线→数据暂存器→指令寄存器指令译码器对指令进行译码由IP给出指令在内存的地址标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB

4、控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP执行指令阶段：经译码后的指令，由控制电路发出控制信号去执行。CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、、、、数据1数据2数据3、、、指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP2.1.2Intel8086/80

5、88微处理器功能结构一、8086/8088CPU的内部结构8086CPU按功能可分为两部分：总线接口单元BIU(businterfaceunit)执行单元EU(executionunit)。内部结构如下图所示：功能：负责与M、I/O端口传送数据，完成内外信息交换。具体讲，即：①取指令②传送数据③形成物理地址*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。1、总线接口单元BI

6、U（BusInterfaceUnit）组成：4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS）16位指令指针寄存器IP20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（8086）或8位（8088）双向数据总线一组控制总线。两点说明：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。不论是8086还是8088都会在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

7、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。2、执行单元EU（ExecutionUnit）功能：负责指令执行，即：①指令译码②执行指令③向BIU传送偏移地址信息④管理通用寄存器和标志寄存器组成：4个通用寄存器：AX、BX、CX、DX4个专用寄存器：BP、SP、SI、DI标志寄存器（FLAGSorP

8、SW）：9个标志位，其中6个条件标志位用于存放结果状态。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EU小结：8086/8088取指部分与执行部分是分开的。即BIU和EU并行操作，取指和执行可以重迭，大大减少