第2讲 16位微处理器ppt课件.ppt

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1、8086系统的硬件结构控制总线CB数据总线DB地址总线AB系统总线形成CPUI/O设备I/O接口主存系统总线BUS外设1PC/XT计算机系统组成8088微处理器8087协处理器8288总线控制器62芯总线8259中断控制器随机存储器RAM只读存储器ROM8253定时控制器8237DMA控制器8255并行接口控制总线数据总线地址总线地址锁存器数据收发器扬声器接口8284时钟发生器键盘接口系统配置开关2一、8086的编程结构二、8086的引脚信号和工作模式三、8086的操作和时序四、8086的存储器编址和I/O编址16位微处理器80863★8086CPU内部结构★8086CPU的寄存器结

2、构一、8086的编程结构4（一）8086CPU内部结构内部寄存器IPESSSDSCS输入/输出控制电路8086总线执行部件控制电路∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令队列执行部件（EU)总线接口部件（BIU)16位20位16位8位CPU内部总线8086CPU的外部引脚图68086的内部结构从功能分成两个单元1.总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）；2.执行单元EU（ExecutionUnit）。两个单元相互独立，分别完成各自操作。两个单元可以并行执行，实现指令取指和执行的流水线操作。71.总线接口单元BIU（Bu

3、sInterfaceUnit）（1）总线接口单元BIU功能：负责与存储器、I/O端口传送数据。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内存单元或I/O口。84个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS）16位指令指针寄存器IP20位的地址加法器(16D（10H）段地址+偏移地址＝物理地址)6字节（8086）或4字节（8088）的指令队列输入输出控制电路:处理器与外界总线联系的转接电路。包括三组总线：20位地址总线，16位(8086)或8位（8088）双向

4、数据总线，一组控制总线。（2）总线接口单元BIU组成9（3）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。10说明（续）地址加法器的作用：用来形成20位物理地址，如CS=0F010H，IP=1000H，则要访问的

5、物理地址是：CS*16+IP=0F1100H11存储器的分段结构12存储器中的逻辑地址和物理地址逻辑地址：采用分段结构的存储器中，任何一个地址都由段基址和偏移地址两部分构成，如CS=9482H，IP=2350H，可以表示为9482:2350，物理地址：存储器的绝对地址（00000H～FFFFFH），是CPU访问存储器的实际寻址地址13物理地址的形成举例:CS=9482H,IP=2350H,实际地址为:CS*10H+IP1001010010000010001000110101000010010110101101110000一个实际地址可以对应多个逻辑地址.物理地址=段基址*10H+偏移

6、地址142.执行单元EU（ExecutionUnit）（1）功能：负责指令执行。（2）组成：4个通用寄存器：AX、BX、CX、DX;4个专用寄存器：BP、SP、SI、DI;标志寄存器（FR）：9个标志位，其中6个条件标志位用于存放结果状态;算术逻辑部件ALU：16位加法器，执行算术或逻辑运算；EU控制系统：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。15（3）说明EU每执行完一条指令，从BIU指令队列的队首取指令。系统初始化后，指令队列为空，EU需要等待BIU从内存取指填充指令队列。EU从指令队列取得指令后，译码

7、并执行指令。若该指令需要取操作数或存操作结果，也就是说需要访问存储器或者I/O时，EU向BIU发出访问总线的请求。16BIU和EU分开，取指和执行可以重迭，大大减少了等待取指所需的时间，提高CPU的利用率。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:17程序执行由取指令和执行指令的循环来完成的，每条指令执行完后CPU必须等待到下条指令取出来后才能执行。对于8080与8085及较早的8位