第二章-8086%268088微处理器结构及其系统ppt课件.ppt

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1、第二章8086/8088微处理器及其系统本章主要内容8086/8088微处理器的内部结构8086/8088在不同工作模式下的引脚功能8086/8088总线操作时序8086微处理器的一般性能特点：16位的内部结构，16位双向数据信号线；20位地址信号线，可寻址1M字节存储单元；较强的指令系统；中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达256个；单一的＋5V电源，单相时钟5MHz。8088微处理器：对外的数据线只有8位，目的是为了方便地与8位I/O接口芯片相兼容。2.18086/8088微处理器8086

2、与8088微处理器的异同：共同点：两者内部结构基本相同，对外地址总线宽度相同（即可访问的存储单元数量相同）。不同点：8086和存储器间进行数据传送的数据总线宽度是16位，而8088则是8位。2.1.18086/8088CPU的内部结构AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行单元控制电路123456CSDSSSESIP内部暂存器I/O控制电路地址加法器20位16位8位指令队列缓冲器外总线执行部件EU总线接口部件BIU8086CPU结构16位16位16位BIU:BusIn

3、terfaceUnit）负责完成CPU与存储器或外部设备间的数据传输和控制即：取指令，读操作数，送结果等所有与外部的操作EU:ExecutionUnit）从指令队列中取出指令并执行。负责完成微处理器内部的各种功能，如数据的传输、数据的计算等等数据处理功能。执行部件EU总线接口部件BIUAHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行单元控制电路123456CSDSSSESIP内部暂存器I/O控制电路地址加法器20位16位8位指令队列缓冲器外总线执行部件EU总线接口部件BIU8

4、086CPU结构16位16位16位指令队列缓冲器IPDS地址一个加法器电路，其作用是通过加法计算来实现一个20位的地址编码。指令指针寄存器IP（InstructionPointer）用于存放下一条将要进入ISQ的指令所在存储单元的地址指令队列缓冲器ISQ(InstructionStreamQueue）用于暂时存放将要执行的指令代码（“流水线”技术）。（8086的ISQ由6个8位的寄存器电路组成，8088的ISQ由4个8位寄存器电路构成）ISQ的运行规则：先进先出FIFO——FirstInandFirstOut

5、）段寄存器CS—代码段寄存器DS—数据段寄存器ES—附加段寄存器SS—堆栈段寄存器t0t1t2t3t4t取指令1执行指令1取指令2执行指令2非流水线操作8085取指令1执行指令1取指令2执行指令2取指令3执行指令3流水线操作8086在t0～t4时间间隔中，8085执行了2条指令。在t0～t4时间间隔中，理想情况下，8086可执行3条指令。流水线技术AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行单元控制电路123456CSDSSSESIP内部暂存器I/O控制电路地址加法器20

6、位16位8位指令队列缓冲器外总线执行部件EU总线接口部件BIU8086CPU结构16位16位16位CH通用寄存器（16位）AX、BX、CX及DX专用寄存器（16位）SP:堆栈指针BP:基地址指针DI:目标地址寄存器SI:源地址寄存器BP算术逻辑单元ALUBIU和执行部件按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所要求的信息处理任务①每当8086的指令队列中有两个空字节，或8088的指令队列中有一个空字节时，BIU就会自动把指令取到指令队列中。其取指的顺序是按指令在程序中出现的前后顺序。②每当EU准备执行一条指令时

7、，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口，那么EU就会请求BIU，进入总线周期，完成访问内存或者I／O端口的操作；如果此时BIU正好处于空闲状态，会立即响应EU的总线请求。如BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。④在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了

8、变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。2.1.28086的内部寄存器DLDHCLCHBLBHALAHAXBXCXDX15870累加器基址寄存器计数寄存器数据寄存器数据寄存器堆栈指针基址指针源变址寄存器目的变址寄存器DISIBPSP地址指针和变址寄存器代码段寄存器数据段寄存器堆栈段寄存器附加段寄存器ESSSDSCS段寄存器FLAGSIP指令