第三章-从8086到Pentium系列微处理器.ppt

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1、第3章从8086到Pentium系列微处理器的技术发展3.180286微处理器简介3.280386微处理器3.380486微处理器简介3.4Pentium微处理器简介3.1.180286的特点及相对8086体系结构的增强点3.180286微处理器简介将8086的BIU分成了AU、IU和BU3个部件。数据线和地址线完全分离具有“实地址模式”和“保护虚地址模式”两种工作模式能运行实时多任务操作系统，支持存储管理和保护功能实现了虚拟存储管理与80286配合使用的80287可以80286的两种工作模式3.1.180286的保护模式

2、当80286工作于实模式时，它的24根地址线中只有低20位地址有效，其寻址空间和寻址方法与8086完全相同。对于程序员来说，相当于8086的最大模式系统，寄存器结构和寻址方式与8086相同。不同的是20位地址总线和16位数据总线不再分时复用芯片的引脚，并且增加了某些新指令。8086的应用程序不需要修改就可以移到该方式下运行，但是运行速度更快。保护模式体现了80286的特色，主要是对存储器管理、虚拟存储和对地址空间的保护。虽然80286的实存地址空间只有16MB，但在保护模式下，可为每个任务提供多达1GB的虚拟存储空间和保护机

3、制，有力地支持了多用户、多任务的操作。在保护模式下，80286的存储管理仍然分段进行，每个逻辑段的最大长度为64KB，但每个任务可使用的逻辑空间却高达1GB。3.1.180286的保护模式3.280386微处理器80386的特点：●80386是全32位结构，它的外部数据总线和内部数据通道，包括寄存器、ALU和内部总线都是32位的，提供32位的存储空间寻址能力和32位的外部总线接口单元，能灵活处理8位、16位、32位3种数据类型●80386有3种工作模式：实模式、虚拟86模式、386的保护模式●80386的硬件结构可分成6个

4、逻辑单元，它们以流水线方式工作。其硬件设计有支持段页式存储管理部件，易于实现虚拟存储系统●80386硬件支持多任务处理，一条指令就可实现任务切换。●80386设置了4级特权级3.2.180386的特点及其体系结构80386的体系结构●总线接口部件（BIU）是80386与外界的接口，它通过数据总线、地址总线和控制总线将外部部件与80386连接起来，完成对存储器和I/O端口的访问、80386与80387数学协处理器的协调等功能。●CPU包括指令预取部件（IPU）、指令译码部件（IDU）和执行部件（EU）。●存储管理部件（MMU）

5、包括段管理部件（SU）和页管理部件（PU），它们的功能是实现存储器的段、页式管理，从而实现虚拟存储器系统和多任务处理。3.2.180386的特点及其体系结构●80386有132个引脚，其中20条用作VCC，21条用作GND，34条地址线，32条数据线，17条控制线，其余8个引脚未用。3.2.280386引脚的功能数据线D31～D0和总线宽度控制信号BS16地址线A31～A2和字节控制信号BE0～BE3协处理器接口信号PEREQ、BUSY、ERROR其他信号D/C、NA、ADS其余如W/R、M/IO、INTR、NMI、HOLD

6、、HLDA、RESET、CLK等信号与8086的同名信号相似●80386共有34个寄存器，按功能可分为：3.2.380386的寄存器组通用寄存器段寄存器段描述符寄存器状态和控制寄存器系统地址寄存器调试寄存器测试寄存器通用寄存器六个16位段寄存器如下：段寄存器●8个通用寄存器和8086通用寄存器相同，只扩展到32位，寄存器名字前加一个字符E，即：EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EBP、ESP，仍然支持8位和16位操作，用法和8086系统相同。CS代码段寄存器DS数据段寄存器SS堆栈段寄存器ES、FS、GS附加段寄存器段

7、描述符寄存器●64位的段描述符寄存器对程序员是不可见的。为了加快对内存中描述符表的查询速度，在段选择符内容装入时，段描述符同时装入段描述符寄存器。状态和控制寄存器标识寄存器EFLAGS指令指针寄存器EIP四个控制寄存器CR0~CR3它由组成系统地址寄存器●80386为调试提供了硬件支持。芯片内设有DR0~DR7八个调试寄存器。●80386有四个系统地址寄存器GDTRIDTRTRLDTR调试寄存器测试寄存器●80386有8个32位的测试寄存器。1.实模式2.保护模式3.2.480386的工作模式80386加电启动或复位后自动进

8、入这一模式。实模式主要功能是初始化80386，为建立保护模式做准备。在实模式下，80386的工作方式与8086相似，可保持80386与8086兼容。保护模式是80386最常用的工作模式，可实现对多任务、多道程序的复杂管理。在保护模式下，采用虚拟存储器的概念，存储空间可使用虚拟地址空间、线性