第2章1 微型计算机的组成及功能结构ppt课件.ppt

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1、2.280X86系列微处理器的功能结构2.2.18086/8088及80286微处理器的功能结构1.8086/8088CPU的功能结构1．16位处理器、40脚的DIP(双列直插)封装。2．时钟频率：5MHz、8MHz和10MHz。3．20条地址线，有220=1024KB=1MB寻址能力。缺口1脚20脚40脚1.8086/8088CPU的功能结构两个独立的功能部件：执行部件EU、总线接口部件BIU。AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDICSDSSSESIP124653标志寄存器总线控制逻辑指令队列EU控制ALU地址加法器∑BIU单元EU单元AXBX

2、CXDX内存接口2.280X86系列微处理器的功能结构功能：外部总线连接，完成EU所需的总线操作，计算形成20位的物理地址。从内存储器中取出指令送指令队列排队。按EU的要求读写内存、I/O中的操作数。组成：段寄存器(CS、DS、ES、SS)指令指针（IP）地址加法器、总线控制指令队列CSDSSSESIP124653总线控制逻辑指令队列地址加法器∑总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit)1.8086/8088CPU的功能结构执行部件EU(ExecutionUnit)组成：通用寄存器、标志寄存器、ALU、EU控制。功能：从指令队列获得指令，译码、

3、执行指令操作。译码指令、执行算术运算、逻辑运算。向BIU提供操作数的内存或I／O端口的地址。管理标志寄存器和指令操作数。AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI标志寄存器EU控制ALUAXBXCXDX124653指令队列EU和BIU独立并行流水线工作，比8085串行操作提高了运行速度。译码1执行1译码2执行21.8086/8088CPU的功能结构两种工作方式:实方式(实地址方式)和保护方式(保护虚地址方式)。2.80286CPU的功能结构16位处理器，与8086兼容时钟频率：最高25MHz，24条地址线，有224(16MB)寻址能力集成存储管理和保

4、护机构，四层特权支持操作系统和多任务管理保护方式：虚拟存储器、地址空间的保护，可靠地支持多用户和多任务系统。有224字节(16MB)寻址能力，任务的230字节(1GB)的虚地址映射到224字节的物理地址中。实方式：兼容8086的全部功能，20条地址线，有220(1MB)寻址能力。虚拟存贮空间：即程序占有的存贮空间，其存贮空间范围由CPU的体系结构确定。280286CPU的功能结构存贮器管理部件物理空间RAMROM虚拟空间磁盘等外存支撑任务1任务2任务X任务N-1任务N物理地址空间：CPU可直接访问的存贮空间，其存贮空间范围由CPU的地址总线位数决定。地址部

5、件AU(AddressUnit)：从EU的寄存器中取出地址，形成物理地址BU，产生物理存储器地址或I／O端口地址。总线部件BU(BusUnit)：读取指令代码和读写操作数据。M/IO、BHEINTA、……寄存器ALU控制器地址加法器段基地址段容量段限检查6字节指令队列已译码3字节指令队列指令译码器NMIINTRBUSYERRORD0~D15A0~A23总线部件BU地址部件AU数据收发地址锁存总线控制预取器协处理器接口指令部件IU(InstructionUnit)：从BU取出指令、译码、送入已被译码的指令队列，IU与EU的并行操作。执行部件EU(Execut

6、ionUnit)：EU负责执行指令。四个部件的并行操作，提高了信息吞吐率，加快了处理速度。增加功能部件，各个部件并行操作，是提高CPU速度的主要方法。M/IO、BHEINTA、……寄存器ALU控制器地址加法器段基地址段容量段限检查已译码3字节指令队列指令译码器NMIINTRBUSYERRORD0~D15A0~A23指令部件IU执行部件EU6字节指令队列数据收发地址锁存总线控制预取器协处理器接口2.2.480386、80486CPU的功能结构1.80386CPU的功能结构32位处理器，与8086、80286相兼容32位地址线，直接寻址4GB（1GB为230字

7、节）的物理地址空间虚拟存储空间为64TB(1TB为240字节)最高工作频率为40MHz多用户、多任务操作系统芯片。存储器管理部件和保护机构，数据线、寄存器、运算操作为32位。1.80386CPU的功能结构组成部件：总线接口、指令预取、指令译码、执行、分段和分页总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit)：CPU与系统之间的接口。产生存储器、I／O端口地址、传送数据和命令。总线周期2个时钟。指令预取部件IPU(InstructionPrefectUnit)：16个字节的预取队列，读取4字节指令流，存到指令预取队列中。平均可存放5条指令。指令预译码部

8、件IDU(InstructionPredecodeUnit)：指令