微机原理课件第二章 80X86微处理器.ppt

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1、第二章80X86微处理器2-18086/8088微处理器的内部结构2-28086/8088CPU的工作模式及引脚功能2-38086/8088的存储器组织2-48086/8088的系统配置2-58086/8088的操作和时序主要内容问题：为什么选择8086/8088？以Intel8066/8088为CPU的IBMPC/XT/AT是最具有代表性的主流机型；许多设计思想、芯片连接、信号关系等是更高档微型机设计时参考对象和考虑因素，保持与之兼容简单、容易理解掌握重点8086CPU的编程结构，总线接口单元和执行单元的动作管理8086CPU的引线80

2、86CPU基本总线周期各个T状态的作用存储器与I/O接口的读写时序难点8086的寄存器结构操作时序§2-18086/8088微处理器的基本结构基本情况16/准16位CPU16/8位外部数据总线20位外部地址总线40根引脚5MHz(8086)、8MHz(8086-1)10MHz(8086-2)集成度2.9万3m工艺1981年，IBM推出以8088为CPU的IBMPC8086/8088微处理器的基本结构一、8086编程结构编程结构：从程序员和使用者的角度来看的结构。这种结构与CPU内部的物理结构和实际布局有区别。8086编程结构如下页图所示

3、分两部分：1、总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）2、执行部件EU（ExecutionUnit）8086/8088微处理器的基本结构执行部件总线接口部件通用寄存器四个专用寄存器SP：堆栈指针，其内容与堆栈段寄存器SS的内容一起，提供堆栈操作地址。BP：基址指针：构成段内偏移地址的一部分.SI:（SourceIndex）：SI含有源地址意思,产生有效地址或实际地址的偏移量。DI:（DestinationIndex）：DI含有目的意思,产生有效地址或实际地址的偏移量。算术逻辑单元ALU：主要是加法器。大部分指令的执行由加法器

4、完成。标志寄存器：16位字利用了9位。标志分两类：状态标志（6位）:反映刚刚完成的操作结果情况。控制标志（3位）:在某些指令操作中起控制作用。四个段寄存器：CS、DS、SS、ESCS管理代码段;DS管理数据段SS管理堆栈段;ES管理附加段.16位的指令指针寄存器IP：IP中的内容是下一条指令对现行代码段基地址的偏移量，6字节的指令队列指令队列共六字节，总线接口部件BIU从内存取指令，取来的总是放在指令队列中；执行部件EU从指令队列取指令，并执行。1、总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）（1）．功能：负责与M、I/O端口传

5、送数据。具体讲：总线接口部件要从内存取指令送到指令队列；CPU执行指令时，要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件；或把执行部件的操作结果传送给指定的M或I/O口。8086/8088微处理器的基本结构(2)．二点说明指令队列8086的指令队列为6个字节,8088的指令队列为4个字节。不论是8086还是8088都会在执行指令的同时从内存中取下一条或几条指令，取来的指令放在指令队列中，使BIU具有预取指令的功能，是一种先进先出（FIFO）的数据结构。指令执行顺序顺序指令执行：指令队列存放紧接在执行指令后面的那一

6、条指令。执行转移指令：BIU清除指令队列中的内容，从新的地址取入指令，立即送往执行单元，然后再从新单元开始重新填满队列。8086/8088微处理器的基本结构2、EU（ExecutionUnit）执行单元功能：负责指令执行。接受从总线接口单元的指令队列中取来的指令代码，对其译码和向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。8086/8088微处理器的基本结构由此可见，8086/8088取指部分与执行部分是分开的。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；在一条指令执行完成后,就可以立即执行下一

7、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。重迭操作技术：一方面提高了整个执行速率，另一方面降低了与之相配的存储器的存取速度的要求。8086/8088微处理器的基本结构执行指令3取指令3执行指令2取指令2执行指令1取指令1流水线操作8086执行指令2取指令2执行指令1取指令1非流水线操作8085t0----------t1--------------t2------------t3-------------t4----------->T在t0～t4时间间隔中，8085执行了2条指令。在t0～t4时间间隔中，

8、理想情况下，8086可执行3条指令8086/8088微处理器的基本结构返回8088的指令执行过程3、寄存器结构(1)通用寄存器组AX、BX、CX、DX作为通用寄存器。用来暂存计算过程中所用到的