第2章 8086微处理器及其体系结构ppt课件.ppt

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1、第2章80x86系列结构微处理器与8086本章主要教学内容8086微处理器的基本性能指标、组成及其寄存器结构8086微处理器的存储器组织80286、80386、80486等高档微处理器（选讲）教学重点：8086微处理器的组成及其寄存器结构8086微处理器的存储器组织12.28086微处理器的内部结构微型计算机是由具有不同功能的一些部件组成的，包含运算器和控制器电路的大规模集成电路，称为“微处理器”，又称“中央处理器（CPU）”，其职能是执行算术/逻辑运算，并负责控制整个计算机系统，使之能自动协调地完成各种操作。2.2.1基本性能指标16位微处

2、理器；采用高速运算性能的HMOS工艺制造，芯片上集成了2.9万只晶体管；使用单一的+5V电源，40条引脚双列直插式封装；时钟频率为5MHz~10MHz，基本指令执行时间为.3ms~0.6ms16根数据线和20根地址线，可寻址的地址空间达1MB8086可以和浮点运算器、I/O处理器或其他处理器组成多处理器系统，从而极大地提高了系统的数据吞吐能力和数据处理能力。22.2.28086微处理器内部结构组成图2-18086CPU内部结构框图执行部件EU执行部件中包含一个16位的算术逻辑单元（ALU），8个16位的通用寄存器，一个16位的状态标志寄存器，

3、一个数据暂存寄存器和执行部件的控制电路。总线接口部件BIU内部设有四个16位段地址寄存器：代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES，一个16位指令指针寄存器IP，一个6字节指令队列缓冲器，20位地址加法器和总线控制电路。执行部件EU功能：从BIU的指令队列中取出指令代码，经指令译码器译码后执行指令所规定的全部功能。执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都由EU向BIU发出命令，对存储器或I/O接口进行读/写操作。总线接口部件BIU功能：根据执行部件EU的请求，负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。38

4、086CPU的指令流水线工作模式（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，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。（3）当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进

5、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。4等待取指1执行1等待取指2执行2等待取指3执行3MPU总线忙闲忙闲忙闲传统微处理器的指令执行过程取指1取指2取指3取指4取指5取指6EU总线执行1执行2执行3执行4执行5执行6忙忙忙忙忙忙BIU8086CPU的指令执行过程-流水线工作模式两种CPU指令执行模式对比52.2.38086CPU的寄存器结构8086CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器，按其用途可

6、分为3类：通用寄存器、段寄存器、控制寄存器。如图所示。8086CPU内部寄存器结构数据寄存器包括4个16位的寄存器AX、BX、CX和DX，一般用来存放16位数据，故称为数据寄存器。其中的每一个又可根据需要将高8位和低8位分成独立的两个8位寄存器来使用，即AH、BH、CH、DH和AL、BL、CL、DL两组，用于存放8位数据，它们均可独立寻址、独立使用。寻址方式：指令中操作数字段实质上是指出操作数存放于何处。一般来说，1.操作数可以跟随在指令操作码之后，称为立即数；2.操作数也可以存放在CPU内部的寄存器中，称为寄存器操作数。3.绝大多数的操作数

7、存放在内存储器中，称为存储器操作数。指令指定操作数的位置，即给出地址信息，在执行时需要根据这个地址信息找到需要的操作数。这种寻找操作数的过程称为寻址，而寻找操作数的方法称为寻址方式。SP：堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的偏移地址；BP：基址指针寄存器，常用于在访问内存（堆栈段）时存放内存单元的偏移地址。变址寄存器常用于指令中对于存储器操作数的寻址。特别是在串操作指令中，用SI存放源操作数的偏移地址，而用DI存放目地操作数的偏移地址。偏移地址：偏移地址是某存储单元相对其所在段起始位置的偏移字节数，或简称偏移量。它是一个16位的地址，根据指令的不同

8、，它可以来自于CPU中不同的16位寄存器（SP、BP、SI、DI、BX等）。62．控制寄存器8086CPU的控制寄存器包含指令指针寄存器IP和标志寄存器F。如图所示