微机原理与应用第四章课件.ppt

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1、第四章16位微处理器4.116位微处理器概述4.28086/8088CPU的结构4.38086/8088CPU的引脚信号和工作模式4.48086/8088的主要操作功能本章目标1971年第一块微处理器问世，Intel4040Intel4040ROM、RAM、I/O芯片MCS-4Intel8008ROM、RAM、I/O芯片MCS-81972年第一代微处理器4.116位微处理器概述（1）时间微处理器数据线地址线集成度时钟频率代表产品71-73年第一代Intel40404位4位2300管/片1MMCS-474-77年第二代8080/8085MC6800Z808位16位1万管

2、/片2-4MIBMPCIBMPC-XT78-84年第三代8086/80286MC68000Z800016位20位/24位13万管/片6-10MIBMPC-AT4.116位微处理器概述（2）时间微处理器数据线地址线集成度时钟频率代表产品85-92年第四代80386/8048668020/68030NECV8032位32位120万管/片50-100M80486IBM-PC60193-96年第五代IntelPentiumPentium二代PentiumPro.(P6)64位36位550万管/片133-300MIntelP6IBM-PC6024.1微处理器概述（3）4.280

3、86/8088CPU的结构8088/8086CPU寄存器组算术逻辑单元ALU标志寄存器FR暂存器执行单元EU（ExecutionUnit)总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit)完成取指令和存取数据操作负责分析指令和执行指令内部控制逻辑段寄存器（CS、SS、DS、ES）地址加法器指令队列输入/输出控制电路指令指针寄存器IP地址总线20位控制总线数据总线168088/8086的内部结构图AHBHCHDHALBLCLDLSPBPSIDICSDSSSESIP内部暂存寄存器暂存寄存器FREU控制系统123456总线控制逻辑数据总线16ALU∑通用寄存器8088指

4、令队列8088/8086外部总线数据总线地址总线20位执行部件EU总线接口部件BIU16位控制总线EU控制系统ALUEU控制系统ALU数据总线16地址总线20位控制总线AXBXCXDX并行工作方式：8086CPU采用并行工作方式取指令2取操作数BIU存结果取指令3取操作数取指令4执行1执行2执行3EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌流水线技术BIU和EU是并行工作的,按流水线技术原则管理4.执行转移、调用和返回指令时，指令队列中的原有内容自动消除BIU往指令队列中装入另一程序段中的指令8088中一个当8086指令队列中有两个空字节时,BIU自动把指令取到队列中2.EU从

5、指令队列取指，执行。执行过程中如果要访问存储器或I/O,而此时，BIU正在取指，完成取指后，响应EU的总线请求。3.指令队列已满，EU又没有总线访问，BIU进入空闲状态动画演示8086内部由两部分组成：执行单元（EU）总线接口单元（BIU）AXBXCXDX累加器基地址寄存器计数器数据寄存器通用寄存器SPBPSIDI堆栈指针寄存器基地址寄存器源变址寄存器目的变址寄存器专用寄存器4.2.1执行部件（ExecutionUnit）150状态标志寄存器FR150算术逻辑单元ALUAHALBHBLCHCLDHDL87EU控制器执行单元EU功能:执行指令从指令队列中取指令代码译码在

6、ALU中完成数据的运算运算结果的特征保存在标志寄存器FLAGS中。执行单元包括算术逻辑单元（运算器）8个通用寄存器1个标志寄存器EU部分控制电路4.2.2总线接口部件（BusInterfaceUnit）CSDSSSES代码段寄存器数据段寄存器堆栈段寄存器附加段寄存器段寄存器IP指令指针寄存器20位的地址加法器BIU总线控制逻辑1234566个字节的指令队列80884个字节总线接口单元BIU功能：从内存中取指令送入指令预取队列负责与内存或输入/输出接口之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。(1)四个段地址

7、寄存器CS–––16位代码段寄存器DS–––16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BIU的组成(2)IP–––16位指令指针寄存器指向下一条要取出的指令。(3)20位地址加法器16位内部寄存器提供的信息经地址加法器产生20位地址信息。例：指令的物理地址=CS16+IP(4)六字节的指令队列取指令与执行指令并行工作，即在一条指令的执行过程中，可以取出下一条或多条指令，在指令队列中排队。8086/8088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1个标志寄存器1个指令指针寄存器动画演