微机接口 第2章微处理器与总线.ppt

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1、第2章微处理器与总线1主要内容：微处理器的一般构成及工作原理；8088微处理器的特点、引线及结构；总线的一般概念；*80386微处理器的特点及结构；*Pentium4微处理器中的新技术。2§2.1微型机概述3了解：微处理器的功能；微处理器的基本组成。4微处理器的功能是计算机系统的核心根据指令实现各种相应的运算实现数据的暂存实现与存储器和接口的信息通信…….5微处理器的一般构成运算器控制器内部寄存器组6§2.28088微处理器7主要内容：8088/8086CPU的特点8088CPU外部引线及功能；8

2、088CPU的内部结构和特点；各内部寄存器的功能；8088的工作时序。8一、8088/8086CPU的特点了解：程序与指令指令执行的一般过程指令的串行执行与并行流水线执行8088/8086CPU的主要特点91.程序和指令程序：具有一定功能的指令的有序集合指令：由人向计算机发出的、能够为计算机所识别的命令。102.指令执行的一般过程取指令指令译码读取操作数执行指令存放结果113.串行和并行方式的指令流水线串行工作方式：控制器和运算器交替工作，按顺序完成上述指令执行过程。并行工作方式：运算器和控制器可

3、同时工作。12串行工作方式8088以前的CPU采用串行工作方式：取指令1执行指令1分析指令1CPUBUS忙碌忙碌取指令2执行指令2分析指令213并行工作方式8088CPU采用并行工作方式BIUEU取指令1执行指令1分析指令1CPU取指令2执行指令2分析指令2取指令2执行指令2分析指令2忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌144.8088/8086CPU的特点采用并行流水线工作方式——通过设置指令预取队列实现对内存空间实行分段管理——将内存分为4个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C

4、PU内部结构存储器寻址部分工作模式158088CPU的两种工作模式8088可工作于两种模式下最小模式最大模式最小模式为单处理器模式，控制信号较少，一般可不必接总线控制器。最大模式为多处理器模式，控制信号较多，须通过总线控制器与总线相连。16最小模式下的连接示意图8088CPU••控制总线数据总线地址总线地址锁存数据收发ALE时钟发生器17最大模式下的连接示意图8088CPU数据总线地址总线地址锁存数据收发ALE时钟发生器总线控制器控制总线18两种工作模式的选择方式8088是工作在最小还是最大模式

5、由MN/MX端状态决定。MN/MX=0工作于最大模式，反之工作于最小模式19二、8088CPU的引线及功能引脚定义的方法可大致分为：每个引脚只传送一种信息（RD等）；引脚电平的高低不同的信号（IO/M等）；CPU工作于不同方式有不同的名称和定义（WR/LOCK等）；分时复用引脚（AD7——AD0等）；引脚的输入和输出分别传送不同的信息（RQ/GT）20主要引线（最小模式下）地址线和数据线：AD7--AD0：低8位地址和数据信号分时复用。在传送地址信号时为单向，传送数据信号时为双向。A19--A16

6、：高4位地址信号，分时复用。A15--A8：输出8位地址信号。21主要的控制和状态信号WR：写信号；RD：读信号；IO/M：为“0”表示访问内存，为“1”表示访问接口；DEN：低电平有效时，允许进行读/写操作；RESET：复位信号。22例：当WR=1，RD=0，IO/M=0时，表示CPU当前正在进行读存储器操作23READY信号24中断请求和响应信号INTR：可屏蔽中断请求输入端NMI：非屏蔽中断请求输入端INTA：中断响应输出端25总线保持信号HOLD：总线保持请求信号输入端。当CPU以外的其他

7、设备要求占用总线时，通过该引脚向CPU发出请求。HLDA：总线保持响应信号输出端。CPU对HOLD信号的响应信号。26三、8088CPU的内部结构8088内部由两部分组成：执行单元（EU）总线接口单元（BIU）27执行单元包括运算器8个通用寄存器1个标志寄存器EU部分控制电路教材第46页图2-6图28执行单元功能指令译码指令执行暂存中间运算结果保存运算结果特征指令的执行在标志寄存器FLAGS中在ALU中完成在通用寄存器中29总线接口单元功能：从内存中取指令到指令预取队列负责与内存或输入/输出接口之

8、间的数据传送在执行转移程序时，BIU使指令预取队列复位，从指定的新地址取指令，并立即传给执行单元执行。30结论指令预取队列的存在使EU和BIU两个部分可同时进行工作，从而提高了CPU的效率；降低了对存储器存取速度的要求318088的内部寄存器含14个16位寄存器，按功能可分为三类8个通用寄存器4个段寄存器2个控制寄存器深入理解：每个寄存器中数据的含义32通用寄存器数据寄存器（AX，BX，CX，DX）地址指针寄存器（SP，BP）变址寄存器（SI，DI）33数据寄存器8088含4个16