第2章_现代微处理器技术概述ppt课件.ppt

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1、第2章现代微处理器技术概述12.18088/8088微处理器简介2.28086/8088CPU的存储器2.3CISC和RISC技术2.480x86至Pentium系列微处理器技术概述2.580x86至Pentium系列微处理器的程序设计模型2.6实模式存储器寻址2.7保护模式存储器寻址2.8内存分页21.掌握8086/8088CPU的内部结构组成及引脚信号。2.掌握CPU内部各寄存器惯用方法。3.掌握内存贮器组织、分段管理及其物理地址与逻辑地址之间的相互关系及其转换。4.掌握总线周期的概念。5.了解CISC和RISC技术的精髓所在。6.了解80x86～Pentium系列

2、微处理器体系结构的基本特点和最新发展技术。32.18086/8088微处理器简介8086是Intel系列的16位微处理器，是Iapx86/88系列微机的基础。它采用高速运算性能的HMOS工艺制造，芯片上集成有2.9万个晶体管，用单一的+5伏电源和40条引脚双列直插式封装；时钟频率为5～10MHz，最快的指令执行时间为0.4µs。8086有16根数据线和20根地址线，可以处理8位或16位数据，寻址1MB的存储单元和64KB的I/O端口，其性能比8位机大大约高了10倍。在推出8086之后不久，Intel公司还推出了准16位微处理器8088。8088的内部寄存器、运算器以及内

3、部数据总线都是按16位设计的，但外部数据总线只有8条。这样设计的目的主要是为了与Intel原有的8位外围接口芯片直接兼容。在本节中，我们对8088也将加以说明。4要掌握一个CPU的工作性能和使用方法，首先应该了解它的编程结构。所谓编程结构，就是指从程序员和使用者的角度看到的结构，当然，这种结构与CPU内部的物理结构和实际布局是有区别的。在下页的编程结构图中可以看到，从功能上，Intel8086CPU由两个独立的单元组成，即总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit）和执行部件EU(ExecutionUnit)。2.1.18086/8088CPU的内部结构5AH

4、ALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行部分控制电路123456CSDSSSESIP内部寄存器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总线接口部件8086CPU结构图6(1)BIU部件总线接口单元（BIU）的功能是负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。其具体任务是：BIU要从内存取指令送到队列缓冲器；CPU执行指令时，总线接口单元要配合执行单元从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行单元，或者把执行单元的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。特点：将CPU分为两个单元，可以使

5、取指令和执行指令同时进行，减少了CPU为取指令而等待的时间，从而提高了CPU的利用率，提高了系统的运行速度。74个16位段地址寄存器：代码段寄存器CS数据段寄存器DS附加（扩展）段寄存器ES堆栈段寄存器SS16位指令指针IP(相当于PC)6字节指令队列缓冲器20位地址加法器总线控制电路总线接口部件BIU内部由下列部分组成：820位地址加法器用来产生20位地址。8086/8088可用20位地址寻址1MB的地址空间，但其内部所有的寄存器都是16位的，所以需要由一个附加的机构来根据16位寄存器提供的信息计算出20位的物理地址，这个机构就是地址加法器。其中,9由上面的定义可知：

6、物理地址PA=对应段寄存器×10H(16)十段内偏移量EA。物理地址的形成如下图所示。物理地址的形成段寄存器值000020位物理地址190150150偏移地址加法器16位4位10指令队列寄存器8086的指令队列为6字节，8088为4字节。不管是8086还是8088，都会在执行指令的同时，从内存中取下面的1条指令或几条指令，取来的指令就放在指令队列中。这样，一般情况下，8086/8088执行完一条指令就可以立即执行下一条指令，而不像以往的计算机那样，轮番地进行取指令和执行指令地操作，从而提高了CPU地效率。11(2)执行部件EU执行部件EU的任务是执行指令，进行全部算术

7、逻辑运算、完成偏移地址的计算，向总线接口单元BIU提供指令执行结果的数据和偏移地址，并对通用寄存器和标志寄存器进行管理。124个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX。既可以作为16位寄存器使用，也可以作为8位寄存器使用;4个专用寄存器，即基址指针寄存器BP、堆栈指针寄存器SP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI；16位标志寄存器(即PSW寄存器)，其中7位占用；算术逻辑运算单元ALU；暂存器和EU控制器构成。执行部件EU由下列几部分组成：13(3)EU与BIU的流水线操作EU与BIU可独立工作，且它们的工作并不是同步进行的，但是，两者的