第1章 80x86PENTIUM微处理器.ppt

《第1章 80x86PENTIUM微处理器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第1章80x86/PENTIM微处理器南京理工大学电光学院主讲：李武森主要内容1.1IBMPC/XTCPU的总线及时序1.28086/8088引脚功能1.38086/8088系统组织1.48086/8088CPU总线时序1.580X86/Pentium微处理器1.1.1CPU结构与特点一、8086/8088CPU结构EU：执行部件（8086/8088）BIU：总线接口部件（8086的不同于8088的）由两部分组成8086BIU：指令队列6个字节，外部数据总线16位。8088BIU：指令队列4个字节，外部数据总线8位。EU：执行指令。BIU：取指、读操作数、写结果。两部分相互独立在大多数情况下

2、，取指、执指的操作并行。这消除了许多取指时间，从而提高了系统总线的使用效率，改善了系统性能。1.1IBMPC/XTCPU的总线及时序CHDHDISPBPSI65标志FR3EU控制系统运算寄存器ALU124DSSSES总线控制逻辑IPCS内部RegBHAHDLCLALBL地址总线20位地址加法数据总线外部总线指令队列通用寄存器执行部件（EU）总线接口部件（BIU）ALU数据总线80888086AXBXCXDX负责全部指令的执行；向BIU输出（地址及结果）数据；对Reg及PSW进行管理。（2）功能1.EU（ExecutionUnit，含有ALU及部分Reg.）①数据寄存器：AX，BX，CX，DX

3、(16位)8个通用寄存器变址寄存器：SI，DI②算术逻辑运算部件ALU16位加法器，用于对寄存器和指令操作数进行算术或逻辑运算.③标志寄存器PSW9个标志位，其中6个条件标志位用于存放结果状态.④运算寄存器⑤EU控制系统（1）组成AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL（8位）指示器：SP，BP接收从BIU的指令队列中取来的指令代码，译码并向EU内各有关部分发出时序命令信号，协调执行指令规定的操作。2.BIU（BusInterfaceUnit，8086/8088同外部设备的接口部件）完成所有外部总线的操作，提供总线控制信号。具体地说，完成：取指、指令排队、读写操作数、地址转换（将两个1

4、6位地址相加20位物理地址），总线控制。代码段Reg：CS堆栈段Reg：SS数据段Reg：DS附加段Reg：ES（1）组成②指令指针寄存器IP（下一条要取的指令在当前代码段内的偏移量）4个段寄存器③指令队列Queue④20位地址加法器Σ⑤总线控制逻辑⑥内部通信寄存器①（2）功能（3）指令队列BIU使用指令队列实现流水线操作。当指令队列中有2个或2个以上的字节空间，且EU未申请读写存储器，则BIU顺序预取后续指令代码Queue。（1）若是运算操作：操作数暂存器ALU；运算结果经“ALU总线”相应Reg、并置PSW。（2）若从外设取数：EUBIU访问MEM或I/O内部通信寄存器向“ALU数据

5、总线”传送数据。3.EU的工作过程从BIU指令队列中取指译码电路分析相应控制命令控制数据经过“ALU数据总线”的流向：字长：16位/准16位。时钟频率：8086/8088标准主频为5MHz,8086/8088-2主频为8MHz。数据、地址总线复用。最大内存容量：1MB。基本寻址方式：8种。指令系统：99条基本汇编指令。除能完成数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移和处理器控制功能外，还设有硬件支持乘除法指令和串处理指令。可以对位、字节、字、字节串、字串、压缩和非压缩BCD码等多种数据类型进行处理。端口地址：16位I/O端口地址可寻址64K端口地址。中断功能：可处理内部软件中断和外部硬件中断源

6、达256个。支持单片CPU或多片CPU系统工作。二、特点1.8086/8088CPU主要性能2.特点（1）取指执指重叠并行在一条指令的执行过程中可以取出下一条（或多条）指令，指令在指令队列中排队（预取下一条指令的技术称指令流水线）；在一条指令执行完成后,就可以立即执行下一条指令，减少CPU为取指令而等待的时间，提高CPU的利用率和整个运行速度。通常情况下，IP中包含下一条要取出的指令在现行代码段内的偏移量。所以，只要是顺序执行，队列机构中的指令就是紧接在现行执行指令后的逻辑上的指令。如果EU执行转移指令，则BIU清除队列机构，从新地址取出指令，并立即送EU执行。然后，从后续的指令序列中取指令

7、填满队列。（i）存储器空间20根地址线220=1MByte（2）段寄存器和存储器分段8086/8088率先打破微处理器只能访问64KB存储空间的限制，可寻址1MB。00000HFFFFFH……A19地址A010010111001011010101972D5H将存储器分成4个段，存放三类信息：代码、数据、中间结果和断点地址。12H972D5H段(972D5H)=12H+物理地址=段址×10H+偏址段址段寄存器C