微机原理与接口(科学出版社)第二章微处理器

第二章微处理器微处理器的基本结构Pentium微处理器微处理器的功能数据发送和接收发送控制信号算术逻辑运算寻找设备读取指令。。。。。。微处理器的基本结构8086/8088内部结构引脚信号与功能时序与操作注意：这三者的联系EU控制器标志寄存器80888086ALU暂存器8位队列总线总线控制逻辑内部总线16位地址加法器20位地址总线16位数据总线执行部件EU总线接口部件BIU123456指令队列通用寄存器AXAHALBXBHBLCXCHCLDXDHDLSPBPDISICSDSSSESIP暂存器8086总线8086/8088CPU功能结构图执行单元(EU)4个通用寄存器（AX,BX,CX,DX)4个专用寄存器(BP,SP,DI,SI)标志寄存器状态标志（SF,ZF,PF,CF,AF,OF)控制标志（DF,IF,TF)算术逻辑单元(ALU)功能：从BIU的指令队列中取出指令代码，经指令译码器译码后执行指令所规定的全部功能。执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都由EU向BIU发出命令，对存储器或I/O接口进行读/写操作。总线接口单元（BIU) 4个段地址寄存器(DS,CS,ES,SS)16bit指令指针寄存器（IP)20bit地址加法器6字节的指令队列功能：根据执行部件EU的请求，负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。BIU和EU的管理BIU和EU可以并行工作，提高CPU效率。BIU监视着指令队列。当指令队列中有2个空字节时，就自动把指令取到队列中。EU执行指令时，从指令队列头部取指令然后执行。如需访问存储器，则EU向BIU发出请求，由BIU访问存储器。在执行转移、调用、返回指令时，需改变队列中的指令，要等新指令装入队列中后，EU才继续执行指令。寄存器结构累加器基址寄存器计数寄存器数据寄存器堆栈指针基址指针源变址寄存器目的变址寄存器指令指针标志寄存器代码段寄存器数据段寄存器堆栈段寄存器附加段寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDIIPFRCSDSSSES数据寄存器地址指针和变址寄存器控制寄存器组段寄存器组通用寄存器组标志寄存器16位寄存器，其中有7位未用。D15D0

OFDFIFTFSFZFAFPFCF进借位标志奇偶标志半进借位标志零标志符号标志单步中断中断允许方向标志溢出标志1-有进、借位0-无进、借位1-低8位有偶数个10-低8位有奇数个11-低4位向高4位有进、借位0-低4位向高4位无进、借位1-结果为00-结果不为0存储器分段和地址访问 物理地址的生成物理地址=段基址x16+偏移地址地址访问寄存器是16bit的，但物理地址是20bit的，所以对存储器进行分段管理，类似于班级命名。例如：一个年级有0401，0402…其中“04”就可以认为是段基址，01，02可以认为是偏移地址存储器分段和地址访问存储器组织：按字节编址，可寻址空间1MB(220*8)地址为20位二进制数，地址范围00000~FFFFFH。存放顺序：低位字节低地址，高位字节高地址。高位字节：低位字节：存储器分段和地址访问存储器与CPU的连接存储器分段和地址访问存储器分段和地址访问分段机理：寄存器字长与存储器单元地址字长的匹配： 内存空间1MB需20位地址码，寄存器为16位，寻址范围64KB，需对内存分段控制，每段空间最大64KB。存储器中的逻辑地址和物理地址：每个存储单元可用两种形式的地址表示：物理地址（实际地址）、逻辑地址。物理地址：用唯一的20位二进制数表示的地址逻辑地址：一个存储单元的地址由段地址和偏移地址组成，用冒号连接，即：基址（段地址）：偏移地址这样表示的地址称为逻辑地址。存储器分段和地址访问基址：各逻辑段的起始地址偏移地址：存储单元相对于基址的偏移量。使用情况： 物理地址用于CPU与存储器交换信息； 程序中使用逻辑地址物理地址的唯一性与逻辑地址的多样性：段的起点和长度（<64KB）不受约束。段寄存器和其他寄存器组合指向存储单元示意图物理地址的计算物理地址：20根地址线所表示的地址范围00000H----FFFFFH例如：52000H逻辑地址：由段地址和相对于该段的偏移地址共同描述的地址例如：5000H:2000H段地址偏移地址段寄存器进行管理程序设计中使用的，有利于程序设计逻辑地址物理地址计算寻址内存…………..00000HFFFFFH引脚信号与功能（具体引脚功能见课本p19) 数据/地址、状态/地址复用线的特减少了8086CPU的引脚线

需解决数据/地址线的分离控制线的特点功能各异：不同控制线具有不同的作用方向确定：仅为单向输入或输出电平触发：不同控制线有不同的电平触发方式电源线时序与操作时序的概念

简单的可以理解为时间的顺序时序与操作的关系

所有操作是在特定条件下启动的，这个条件就是时间顺序的发生，即时序。例如：每天我们总是先睁眼后起床，然后刷牙洗脸Pentium微处理器Pentium微处理器（高端）IntelCeleron微处理器（低端）IntelXeon至强微处理器（服务器）Intel你了解这些公司吗？ IBM公司（IBM）Intel公司（Intel）微