《微处理器及总线》PPT课件.ppt

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1、第二章微处理器及总线微处理器概述8088微处理器的特点、引线及结构；总线的一般概念；*80386微处理器的特点及结构；*Pentium4微处理器中的新技术。2.1微处理器概述程序的执行过程微处理器的基本组成x86CPU的类别1、程序的执行过程程序指令1指令2指令3指令4指令n……取指令指令译码取操作数执行指令存结果指令周期操作码操作数执行1.CPU控制程序执行2.CPU如何知道从哪里取操作数或指令？地址、寻址方式例：计算5+8（p8）汇编语言指令机器语言指令操作-------------------------------------------------------

2、--------------------MOVA,510110000将立即数5传送到寄存器A中00000101ADDA,800000100将A的内容与8相加，结果仍存入A00001000STOP11110100停机假定指令格式为：操作码目的操作数源操作数指令执行过程(取指/译码/执行)累加器A加法器数据寄存器DR指令寄存器IR指令译码器ID时序逻辑电路时序控制信号（控制命令）1011000000000101000001000000100011110100内部总线存储器01234程序计数器IP地址MOVA,5ADDA,8STOP地址总线+1③地址译码器读写控制电路④输出地

3、址10110000⑦锁存指令锁存数据⑥置初值①②输出指令地址锁存地址②读写命令⑤⑧指令译码锁存输出地址寄存器AR2、核心级——微处理器微处理器简称CPU，是计算机的核心，主要包括：运算器控制器寄存器组RegistersCPU实现了运算功能和控制功能运算（算术、逻辑）→运算器控制程序的执行(IP)→控制器暂存数据和执行状态(FR)→寄存器总线接口CPU的位数：是指一次能处理的数据的位数4位、8位、16位、32位、64位Intel8088/8086、386、PIII、P4、Celeron性能排名：Xeon（至强）>Core（酷睿）/Pentium（奔腾）>Celeron（赛

4、扬）AMDSempron、Duron、Athlon（X86)3、CPU类型8086/8088是Intel系列的16bit微处理器，属第三代。8086/8088有20bit地址线，可寻址1M空间。8086/8088采用单一+5V电源和单相时钟，频率为5MHZ。8086/808880888088、8086基本类似16位CPU、AB宽度20位—可寻址1M差别：数据线引脚：8088有8根，8086有16根8088为准16位CPU:内部DB为16位，外部DB为8位，16位数据要分两次传送本课程以8088为模型进行介绍（IBMPC采用）2.28088微处理器8088/8086

5、CPU的结构和特点（2.2.3/2.2.1)8088CPU的储存器组织；（2.2.4/2.2.1）8088CPU外部引线及功能；(2.2.2)8088的工作时序。（2.2.5）8086/808820bit地址线，可寻址1M空间。一、8086/8088CPU的内部结构和特点1、8086CPU的内部结构执行单元EU功能：执行指令。从指令队列中取出指令译码在ALU中完成数据运算保存运算结果，并把特征保存在标志寄存器FLAGS中包括以下部件：算术逻辑单元(ALU)8个通用寄存器1个标志寄存器EU控制电路EU的操作见右图总线接口单元BIU包括以下4部分：20位的地址加法器专用寄存

6、器组总线接口控制电路4（6）字节的指令队列功能：只要空闲，就从内存中取出指令送入指令队列形成访问存储器的物理地址，负责与内存或I/O接口之间的数据传送EU和BIU的操作要点lBIU中的指令队列有2个或2个以上字节为空时，BIU自动启动总线周期，取指填充指令队列。直至队列满，进入空闲状态。为FIFO(先进先出)结构。lEU取得指令，译码并执行指令。若指令需要取操作数或存操作结果，需访问存储器或I/O，EU向BIU发出访问总线请求。EU不和外界打交道。lEU执行转移、调用和返回指令时，若下一条指令不在指令队列中，则队列被自动清除，BIU根据本条指令执行情况重新取指和填充指令

7、队列。也称预取指令队列8086与传统微处理器指令执行过程比较取指3执行3取指4执行2取指2执行1取指1传统微处理器的执行方式传统微处理器取指与执行串行进行，CPU的工作效率低。通过访问存储器取指令取数据取指5取指4取指3取指2取指1BIU执行4执行3执行2执行1等待EU8086的指令执行方式8086CPU取指与执行并行进行，大大减少了等待取指令所需时间，提高了CPU的工作效率。降低了对内存存取速度要求。8088/8086的流水线操作指令队列的作用相当于流水线的传送带通用寄存器（8）段寄存器（4）标志寄存器FR（1）指令指