Intel32位CPU-西北工业大学微机原理.ppt

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1、第二章Intel32位CPU2.1CPU的基本结构2.2寄存器2.3指令流水线操作2.1CPU的基本结构2.1.1几种典型IntelCPU简介1、8086（16位CPU）16位内部体系结构16位外部数据总线，20位地址总线（寻址范围220B=1MB）2、80386（32位CPU）32位内部体系结构32位外部数据总线，32位地址总线（实内存232B=4GB，虚拟空间=64TB）三种工作方式：实方式、保护方式、虚拟8086方式采用流水线技术和指令预取技术3、80486（32位CPU）32位内部体系结构32位外部数据总线，32

2、位地址总线三种工作方式：实方式、保护方式、虚拟8086方式采用流水线技术和指令预取技术片内含8KB高速缓存（Cache）片内含浮点运算单元（FPU）4、Pentium系列（32位CPU）（1）1993年3月，推出Pentium（经典奔腾）双执行部件/超标量流水技术/分离的程序和数据Cache/64位数据总线（2）1995年11月，推出PentiumPro（高能奔腾）动态分支预算/更大的流水线深度/增加的Cache容量（3）1997年1月，推出PentiumMMX（多能奔腾）主要增加了处理多媒体数据的MMX指令集（4）19

3、97年5月，推出PentiumⅡ（奔腾二代）片内64KB的一级Cache和片外512KB二级Cache（5）1999年2月，推出PentiumⅢ（奔腾三代）增加了70条新的SSE指令集，主要用来提高多媒体的处理速度和质量（1999年，Intel发布了Celeron赛扬处理器）（6）2000年，推出Pentium4（奔腾四代）支持双通道DDR技术，传输速度更快，增加了144个全新的指令（7）2003年，推出PentiumM增加了一些节能、管理的新特性5、64位CPU简介目前主流CPU使用的64位技术主要有AMD公司的AMD

4、64位技术、Intel公司的EM64T技术、和Intel公司的IA-64技术。其中IA-64是Intel独立开发，不兼容现在的传统的32位计算机，仅用于Itanium（安腾）以及后续产品Itanium2。2.1.2CPU的内部结构80486CPU内部由八大部件组成：总线接口部件、高速缓存部件、代码预取部件、指令译码部件、浮点数部件、执行部件、段部件、分页部件。2.1.3CPU的外部引脚2.1.4CPU的工作方式1、实地址方式（RealAddressMode）2、保护方式（ProtectedMode）3、虚拟8086方式（

5、Virtual8086Mode）2.2寄存器2.2.1通用寄存器3115700～310～158～150～7EAXAXAHALEBXBXBHBLECXCXCHCLEDXDXDHDLEBPBPESPSPESISIEDIDI2.2.2指令指针寄存器EIP（32位）IP（EIP的低16位）内容：下一条要取入CPU的指令在内存中的偏移地址。2.2.3标志寄存器EFLAGS（32位）FLAGS（EFLAGS的低16位）311817161514131211109876543210ACVMRF0NTIOPLOFDFIFTFSFZF0AF

6、0PF1CF各标志位的含义：1、CF（进位标志）=1算术操作最高位产生了进位或借位=0最高位无进位或借位2、PF（奇偶标志）=1数据最低8位中1的个数为偶数=0数据最低8位中1的个数为奇数3、AF（辅助进位标志）=1D3→D4位产生了进位或借位=0D3→D4位无进位或借位4、ZF（零标志）=1操作结果为0=0结果不为05、SF（符号标志）=1结果最高位为1=0结果最高位为06、OF（溢出标志）=1此次运算发生了溢出=0无溢出7、DF（方向标志）=1地址自动按减量变化=0地址自动按增量变化8、TF（陷阱标志）=1调试按单步

7、方式=0非单步9、IF（中断允许标志）=1允许响应外部可屏蔽中断=0禁止响应10、IOPL（输入/输出特权级标志）I/O特权级：0级～3级11、NT（嵌套任务标志）=1当前任务被嵌套于前一任务=0不嵌套12、RF（恢复标志）=1遇到调试故障也不产生异常中断=0当指令顺利进行后自动清零13、VM（虚拟8086模式标志）=1CPU工作在虚拟8086方式=0否14、AC（对准检查标志）=1如果进行未对准的地址访问，则产生异常中断=0否2.2.4段寄存器16位（编程可见）64位（编程不可见）选择器寄存器描述符寄存器CSDSSSE

8、SFSGSCSDSSSESFSGS一、实方式或虚拟8086方式下段寄存器为16位，存放内存段的段基址。CS------代码段的段基址DS------数据段的段基址SS------堆栈段的段基址ES------附加数据段的段基址逻辑地址由段基址：偏移地址组成（段基址为段首地址的高16位。段首地址的低4位为0。）物理地址