微型計算機系統(tǒng)與接口：ch(13)(已修改)
2025-03-05 10:32 本頁面
【正文】 第二章 微處理器 ? 8086 微處理器 ? IA 結(jié)構(gòu)微處理器的進化 ? Pentium 微處理器 8086微處理器 ?微處理器的結(jié)構(gòu) ?引腳功能和工作模式 ?總線操作 ?存儲器和 I/O組織 ?中斷系統(tǒng) 8086微處理器結(jié)構(gòu) EU和 BIU的組成和各功能單元的作用 EU:執(zhí)行單元 BIU:總線接口單元 8086微處理器結(jié)構(gòu) EU和 BIU的組成和各功能單元的作用（續(xù)） 1) EU ? 通用寄存器 AX、 BX、 CX、 DX ? 專用寄存器 SP、 BP、 SI、 DI （ SP堆棧指針； BP基數(shù)指針； SI源變址寄存器； DI目的變址寄存器） ? 算數(shù)邏輯部件 ALU ? 標(biāo)志寄存器 FLAG ? EU控制邏輯 EU和 BIU的組成和各功能單元的作用（續(xù)） 1） EU 標(biāo)志寄存器 ? 8086使用 9位標(biāo)志位。分為狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志 2類。 ? 狀態(tài)標(biāo)志 6位，表示指令執(zhí)行后算邏部件的狀態(tài)。 ? 控制標(biāo)志 3位，指示 CPU控制某種特定的功能，可通過指令來設(shè)定和清除。控制標(biāo)志 DF、 IF、 TF。 EU和 BIU的組成和各功能單元的作用（續(xù)） 2） BIU EU和 BIU的組成和各功能單元的作用（續(xù)） 2） BIU ?段寄存器 CS、 DS、 ES、 SS ?指令指針寄存器 IP ?地址加法器 ?指令隊列 ?總線控制邏輯 EU和 BIU的組成和各功能單元的 作用 （續(xù)） 2） BIU CS16 位20 位CS 左移 4 位+IP地 址加 法器20 位物理地 址 地址加法器 EU和 BIU的操作關(guān)系和指令流水 1） EU和 BIU的操作原則 l BIU中的指令隊列有 2個或 2個以上字節(jié)為空時 ， BIU自動 啟動總線周期 ， 取指 填充指令隊列 。 直至隊列滿 ， 進入空閑狀態(tài) 。 l EU每執(zhí)行完一條指令 ， 從指令隊列 隊首取指 。 系統(tǒng)初始化后 ， 指令隊列為空 ， EU等待 BIU從內(nèi)存取指 ， 填充指令隊列 。 l EU取得指令 ， 譯碼并執(zhí)行指令 。 若指令需要取操作數(shù)或存操作結(jié)果 ， 需訪問存儲器或 I/O， EU向 BIU發(fā)出訪問 總線請求 。 l 當(dāng) BIU接到 EU的總線請求 ， 若正忙 （ 正在執(zhí)行取指 總線周期 ） ，則必須 等待 BIU執(zhí)行完當(dāng)前的總線周期 ， 方能響應(yīng) EU請求；若 BIU空閑 ， 則立即執(zhí)行 EU申請總線的請求 。 l EU執(zhí)行轉(zhuǎn)移 、 調(diào)用和返回指令時 ， 若下一條 指令不在指令隊列 中 ，則 隊列被自動清除 ， BIU根據(jù)本條指令執(zhí)行情況重新取指和填充指令隊列 。 EU和 BIU的操作關(guān)系和指令流水 2）指令流水 EU和 BIU的操作關(guān)系和指令流水 3）總線周期 時鐘周期或狀態(tài)周期 ： 8086CPU內(nèi)部的邏輯操作以及與外部存儲器和 I/O交換數(shù)據(jù)進行的總線操作全部由CPU的時鐘來定時的 。 CPU的基本定時單位稱為時鐘周期或者狀態(tài)周期 。 假設(shè) 8086的主頻為 10MHz， 一個時鐘周期為 100ns。 總線周期 ： CPU為了讀取指令或傳送數(shù)據(jù) ， 需要通過總線接口部件 BIU與存儲器或 I/O接口進行信息交互 ，執(zhí)行對總線的操作 。 進行一次數(shù)據(jù)傳送的總線操作定義為一個總線周期 。 EU和 BIU的操作關(guān)系和指令流水 3）總線周期 典型總線周期示意圖 8086工作模式和引腳功能 8086的兩種工作方式 1） 兩種工作方式的主要特點 l 最小模式：系統(tǒng)中只有 8086一個處理器 ， 所有的控制信號都是由 8086產(chǎn)生 。 往往用在組成基于 8086 CPU的最小系統(tǒng) 。 l 最大模式：系統(tǒng)中包含一個以上的處理器，比如包含協(xié)處理器 8087或 I/O處理器 8089。在系統(tǒng)規(guī)模比較大的情況下，系統(tǒng)控制信號不是由 8086直接產(chǎn)生，而是通過與 8086配套的總線控制器等形成。 2）如何設(shè)定工作方式 通過 MN/MX引腳 8086 的引腳定義 最小模式下 的引腳說明 1）地址 /數(shù)據(jù)（或狀態(tài)）信號 l AD15～ AD0 (Address Data Bus)：地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用信號 ， 雙向 ， 三態(tài) 。 在 T1狀態(tài) （ 地址周期 ） AD15～ AD0上為地址信號的低 16位 A15～ A0；在 T2 ～ T3
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