[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第二章微機(jī)原理與接口技術(shù)(已修改)
2024-10-28 23:08 本頁(yè)面
【正文】 第 2章 8086 CPU結(jié)構(gòu) 第 2章 8086 CPU結(jié)構(gòu) 8086微處理器內(nèi)部基本結(jié)構(gòu) 8086總線的工作周期 8086微處理器外部基本引腳與工作模式 8086微處理器的存儲(chǔ)器組織 8086微處理器的存儲(chǔ)器組織 Intel 80X86系列微處理器簡(jiǎn)介 8086微處理器內(nèi)部基本結(jié)構(gòu) 8086 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ? 8086的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從功能分成兩個(gè)單元 ? 總線接口單元 BIU—— 管理 8086與系統(tǒng)總線的接口，負(fù)責(zé)CPU對(duì)存儲(chǔ)器和外設(shè)進(jìn)行訪問(wèn) ? 執(zhí)行單元 EU—— 負(fù)責(zé)指令的譯碼、執(zhí)行和數(shù)據(jù)的運(yùn)算 ? 兩個(gè)單元相互獨(dú)立，分別完成各自操作 ? 兩個(gè)單元可以 并行 執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)指令取指和執(zhí)行的流水線操作 總線控制邏輯 8 0 8 6 總線 執(zhí)行部件（ EU ） 總線接口部件（ B I U ） 標(biāo)志寄存器 AH ∑ BL CL DL BH CH DH AX BX CX DX SP BP SI DI AL U 數(shù)據(jù)總線（ 16 位） 暫存器 AL U EU 控制電路 1 2 3 4 CS DS SS ES 內(nèi)部通信 寄存器 IP 地址加法器 指令隊(duì)列 AL 16 位數(shù)據(jù) 總線 地址總線 地址寄存器 數(shù)據(jù)寄存器 1. 執(zhí)行部件（ EU） ① 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 它是 1個(gè) 16位的運(yùn)算器，可用于 8位、 16位二進(jìn)制算術(shù)和邏輯運(yùn)算，也可按指令的尋址方式計(jì)算尋址存儲(chǔ)器所需的 16位偏移量。 ② 通用寄存器組 它包括 4個(gè) 16位的數(shù)據(jù)寄存器 AX、 BX、 CX、 DX和 4個(gè) 16位指針與變址寄存器 SP、BP與 SI、 DI。 ③ 標(biāo)志寄存器 它是 1個(gè) 16位的寄存器，用來(lái)反映 CPU運(yùn)算的狀態(tài)特征和存放某些控制標(biāo)志。 ④ 數(shù)據(jù)暫存寄存器 它協(xié)助 ALU完成運(yùn)算，暫存參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)。 ⑤ EU控制電路 它負(fù)責(zé)從 BIU的指令隊(duì)列緩沖器中取指令，并對(duì)指令譯碼，根據(jù)指令要求向 EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令，以完成各條指令規(guī)定的功能。 2. 總線接口部件 總線接口單元 BIU由 1個(gè) 20位地址加法器、 4個(gè) 16位段寄存器、 1個(gè) 16位指令指針 IP、指令隊(duì)列緩沖器和總線控制邏輯電路等組成。 8086的指令隊(duì)列由 4個(gè)字節(jié)構(gòu)成。 ① 地址加法器和段寄存器 地址加法器將 16位的段寄存器內(nèi)容左移 4位，與 16位偏移地址相加，形成 20位的物理地址。 ② 16位指令指針 IP 指令指針 IP用來(lái)存放下一條要執(zhí)行指令在代碼段中的偏移地址。 ③ 指令隊(duì)列緩沖器 當(dāng) EU正在執(zhí)行指令中，且不需占用總線時(shí)， BIU會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行預(yù)取指令操作，將所取得的指令按先后次序存入 1個(gè) 4字節(jié)的指令隊(duì)列寄存器，該隊(duì)列寄存器按“先進(jìn)先出”的方式工作，并按順序取到 EU中執(zhí)行。 ④ 總線控制邏輯電路 8086 CPU寄存器結(jié)構(gòu) 通用寄存器 8086的 16位通用寄存器是： AX BX CX DX SI DI BP SP 其中，前 4個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都還可以分成高 8位和低 8位兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，它們是： AH BH CH DH AL BL CL DL 對(duì)其中某個(gè) 8位寄存器的操作，并不影響它所對(duì)應(yīng)的另外一個(gè) 8位寄存器。 數(shù)據(jù)寄存器 ? 數(shù)據(jù)寄存器用來(lái)存放計(jì)算的結(jié)果和操作數(shù) ? 每個(gè)寄存器又有它們各自的專用目的： ? AX——16位累加器，使用頻度最高，用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算以 及與外設(shè)傳送信息等； AL為 8位累加器。 ? BX——基址寄存器，常用來(lái)做基址指針，指向一批連續(xù)存放 操作數(shù)的基地址。 ? CX——計(jì)數(shù)器，作為循環(huán)和串操作等指令中的隱含計(jì)數(shù)器。 ? DX——數(shù)據(jù)寄存器，用來(lái)存放外設(shè)端口的 16位地址，或雙字 長(zhǎng)數(shù)據(jù)的高 16位。 變址寄存器 ? 變址寄存器常用于存儲(chǔ)器尋址時(shí)提供地址 ? SI是源變址寄存器 ? DI是目的變址寄存器 ? 在串操作類指令中， SI和 DI具有特別的功能 指針寄存器 ? 指針寄存器用于尋址內(nèi)存 堆棧 內(nèi)的數(shù)據(jù) ? SP為堆棧指針寄存器，指示棧頂?shù)钠频刂贰?SP不能 再 用于其他目的，具有專用性 ? BP為基址指針寄存器，表示數(shù)據(jù)在堆棧段中的基地址 ? SP/BP寄存器與 SS段寄存器聯(lián)合使用以確定堆棧段中的 存儲(chǔ)單元地址 指令指針寄存器 IP ? 指令指針寄存器 IP，指示代碼段中指令的偏移地址 ? 它與代碼段寄存器 CS聯(lián)用，確定下一條指令的物理地址 ? 計(jì)算機(jī)通過(guò) CS : IP寄存器來(lái)取指，從而控制指令序列的執(zhí)行流程 ? IP寄存器是一個(gè)專用寄存器，用戶不能直接訪問(wèn)。 標(biāo)志寄存器 標(biāo)志 （ Flag）用于反映指令執(zhí)行結(jié)果或控制指令執(zhí)行形式。 8086處理器中各種常用的標(biāo)志形成了一個(gè) 16位 的標(biāo)志寄存器 FLAGS（也稱程序狀態(tài)字 PSW寄存器 ）。 OF 11 15 12 DF 10 IF 9 TF 8 SF 7 ZF 6 5 AF 4 3 PF 2 1 CF 0 控制 反映結(jié)果狀態(tài) 反應(yīng)運(yùn)算過(guò)程 標(biāo)志的作用 指令的執(zhí)行與標(biāo)志有很大關(guān)系。 標(biāo)志分成兩類： ? 狀態(tài)標(biāo)志 —— 用來(lái)記錄程序運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)信息，許多指令的執(zhí)行都將自動(dòng)地改變它。 CF OF AF SF ZF PF ? 控制標(biāo)志 —— 可由用戶根據(jù)需要用指令進(jìn)行設(shè)置，用于控制處理器的具體工作方式。 DF IF TF 進(jìn)位標(biāo)志 CF（ Carry Flag）
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1