微机原理与接口技术课件-2.ppt

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1、第二讲8086微处理器的编程结构和引脚信号1主要内容BIU和EU的组成和功能;8086的内部寄存器和标志位;总线周期的概念;8086微处理器的引脚功能；280x86微处理器简介型号发布年份字长/位集成度主频/MHz内DB/位外DB/位AB/位寻址空间高速缓冲存储器80861978162.94.771616201M无80881979准162.94.77168201M无8028619821613.46~2016162416M无8038619853227.512.5~333232324G有80486199032120~1602

2、5~1003232324G8K586199364310~33060~1663264324G8K+8KPII199764750233~33331643664G32K，512K38086/8088外形4指令流水线取指令指令译码取操作数执行指令存放结果CPU执行一条指令的过程类似于工厂生产流水线，被分解为多个小的步骤，称为指令流水线。原料调度分配生产线成品仓库出厂数据和程序指令控制器的调度分配ALU等功能部件处理后的数据存储器输出5指令流水线指令流水线有两种运作方式：串行方式：取指令和执行指令在不同的时刻按顺序执行。并行方式：

3、（中断会极大地降低并行方式的效率，取到的指令需要被丢弃，然后重新取需要执行的指令）取指令和执行指令可同时执行，需要有能并行工作的硬件的支持。6串行工作方式8086以前的CPU采用串行工作方式取指令1执行1取指令2执行2CPUBUS忙碌忙碌取指令3执行3忙碌空闲空闲空闲t1t0t2t3t4t56个周期执行了3条指令7并行工作方式8086CPU采用并行工作方式取指令1取指令2取指令3取指令4执行1执行2执行3BUS忙碌执行4CPUt1t0t2t3t4t5取指令5执行5忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌6个周期执行了5条指令8并行操作的前提

4、取指令部件和指令执行部件要能够并行工作；各步执行时间基本相同，否则需再细分；取指令部件取出的指令要能暂存在CPU内部某个地方；指令执行部件在需要时总能立即获得暂存的指令；需要解决转移指令问题。（取到的指令丢弃的问题）98086CPU的特点采用并行流水线工作方式：通过设置指令预取队列（IPQ）实现对内存空间实行分段管理：将内存分段并设置地址段寄存器，以实现对1MB空间的寻址。支持多处理器系统：8087FPU执行部件取指部件10三、8086的cpu内部结构框图11总线接口单元（BIU）功能：BIU负责8086与存储器之间的信

5、息传送。BIU的任务是从内存的指定部分取出指令，送至指令流队列中排队（8086的指令流队列可以存储6个字节的指令；8088的指令流队列只能存储4个字节的指令）；在执行指令时所需的操作数，也由BIU从内存的指定区域取出，传送给EU部分执行。12执行单元（EU）功能：EU部分负责指令的执行。由于CPU取指部分与执行指令部分是分开的，所以在一条指令的执行过程中，就可以取出下一条（或多条）指令，在指令流队列中排队。在一条指令执行完就可以立即执行下一条指令。从而减少了CPU为取指令而等待的时间，提高了CPU的运行效率，提高了CPU

6、的整体运行速度。13寄存器结构示意图AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDIIPFLAGS/PSWCSDSSSES数据寄存器地址指针和变址寄存器控制寄存器段寄存器通用寄存器AXBXCXDXBX14数据寄存器数据寄存器既可作为16位使用，也可作为8位的使用。AX：累加器，是算术运算的主要寄存器。另外，I/O指令利用这个寄存器和外设通讯。BX：通用寄存器，另外可以作为基址寄存器。CX：通用寄存器，另外在循环时作为隐含的计数器使用。DX：通用寄存器，另外可以和AX一起储存双字，DX放高位。15地址指针和变址寄存器地址指

7、针与变址寄存器SP：堆栈指针寄存器，用来指示栈顶的偏移地址。BP：基址指针寄存器，作为堆栈区中的一个基地址以便访问栈中的其他信息。SI：源变址寄存器。DI：目的变址寄存器。一般，SP、BP与SS连用来确定堆栈中某存储单元的地址，SI、DI与DS连用确定数据段中某存储单元的地址。16段寄存器CS：代码段寄存器。存放当前正在运行的程序。DS：数据段寄存器。存放当前程序所用的数据。ES：附加段寄存器。附加的数据段，是一个辅助的数据区，也是串处理指令的目的操作数存放区。SS：堆栈段寄存器。定义堆栈所在的区域。除非特别指定，一般

8、情况下，各段的分配由操作系统负责，独立占有64K，可以重叠。17控制寄存器IP：指令指针寄存器。存放代码段中的偏移地址，它始终指向下一条指令的首地址，与CS一起确定下一条指令的物理地址。FLAG/PSW：标志寄存器/程序状态字寄存器。由条件码标志和控制标志构成。18标志寄存器19标志寄存器状态标志CF（CarryFl