[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第2章 典型微處理器-全文預(yù)覽
【正文】 T T T4狀態(tài) ， 4個(gè)時(shí)鐘周期 。 CPU設(shè)置專門輸入 /輸出指令 （ IN和 OUT）和接口控制信號來訪問 I/O端口 。 同一個(gè) I/O電路可以擁有多個(gè)端口地址 。 55 4．專用和保留的存儲(chǔ)器單元 Intel公司為保證與未來產(chǎn)品的兼容性，規(guī)定在存儲(chǔ)區(qū)的最低地址區(qū)和最高地址區(qū)保留一些單元供 CPU的某些特殊功能專用 。 （ CS： IP） （ 4）物理地址：存儲(chǔ)器實(shí)際地址，由 CPU提供的 20位地址碼來表示，是惟一能代表存儲(chǔ)空間每個(gè)字節(jié)單元的地址。 第 2章 典型微處理器 50 ∶ ∶ ∶ ∶ 0 0 0 0 0 H 圖 2 9 存儲(chǔ)器分段示意圖 邏輯段 1 起點(diǎn) 邏輯段 2 起點(diǎn) 邏輯段 3 起點(diǎn) 邏輯段 4 起點(diǎn) FFFFFH 邏輯段 1 ≤ 6 4 K B 邏輯段 2 ≤ 6 4 K B 邏輯段 3 ≤ 6 4 K B 邏輯段 4 ≤ 6 4 K B 51 3. 存儲(chǔ)器地址 （ 1）段地址：描述要尋址的邏輯段在內(nèi)存中的起始位置。 首先查 ASCII表， 表 15 G—47H o—6FH d—64H s—73H !21H 01250H 存儲(chǔ)器 47H 6FH 6FH 64H 73H 21H 01255H 49 2. 存儲(chǔ)器分段 8086系統(tǒng)采用 20位地址線尋址 1M字節(jié)存儲(chǔ)空間 。 準(zhǔn)備好信號 :表示內(nèi)存 或 I/O設(shè)備準(zhǔn)備好， 可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)總線為 16條 ， 地址總線為 20條 ， 其余為狀態(tài)線 、 控制信號線 、 電源 、 地線等 。 這個(gè)標(biāo)志主要由處理器內(nèi)部使用 ，用于十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算調(diào)整指令中 ， 用戶一般不必關(guān)心 輔助進(jìn)位標(biāo)志 AF （ Auxiliary Carry Flag） 方向標(biāo)志 DF（ Direction Flag） ? 用于串操作指令中，控制地址的變化方向： 設(shè)置 DF＝ 0，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)增加； 設(shè)置 DF＝ 1，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)減少 。 請看例子 溢出和進(jìn)位的對比 例 1： 3AH + 7CH＝ 0B6H 無符號數(shù)運(yùn)算： 58＋ 124＝ 182 范圍內(nèi)，無進(jìn)位， CF=0 有符號數(shù)運(yùn)算： 58＋ 124＝ 182 范圍外，有溢出， OF=1 例 2： 0AAH + 7CH＝ （ 1） 26H 無符號數(shù)運(yùn)算： 170＋ 124＝ 294 范圍外 ， 有進(jìn)位 ， CF=1 有符號數(shù)運(yùn)算： － 86＋ 124＝ 38 范圍內(nèi) ， 無溢出 ， OF=0 如何運(yùn)用溢出和進(jìn)位 ? 處理器對兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，按照無符號數(shù)求得結(jié)果，并相應(yīng)設(shè)置進(jìn)位標(biāo)志 CF；同時(shí)，根據(jù)是否超出有符號數(shù)的范圍設(shè)置溢出標(biāo)志OF。 15 第 2章 典型微處理器 222 8086微處理器的寄存器結(jié)構(gòu) 8086可供編程使用的有 14個(gè) 16位寄存器，按其用途可分為 3類： ?通用寄存器 ?段寄存器 ?指針和標(biāo)志寄存器 8086的通用寄存器 ? 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 ? 對其中某 8位的操作，并不影響另外對應(yīng) 8位的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)寄存器 ? 數(shù)據(jù)寄存器用來存放計(jì)算的結(jié)果和操作數(shù)，也可以存放地址 ? 每個(gè)寄存器又有它們各自的專用目的 ? AX－－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； ? BX－－基址寄存器，常用做存放存儲(chǔ)器地址； ? 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，常用來存放雙字長數(shù)據(jù)的高16位，或存放外設(shè)端口地址。如 BIU正將某個(gè)指令字節(jié)取到指令隊(duì)列中，則 BIU將首先完成這個(gè)取指令的總線周期，然后再去響應(yīng) EU發(fā)出的訪問總線的請求。 BIU與 EU的動(dòng)作協(xié)調(diào)原則： ①每當(dāng) 8086的指令隊(duì)列中有兩個(gè)空字節(jié)， BIU就會(huì)自動(dòng)把指令取到指令隊(duì)列中。 ●組成： 它由 16位段寄存器（ DS、 CS、 ES、 SS）、 16位指令指針寄存器 IP（指向下一條要取出的指令代碼）、 20位地址加法器（用來產(chǎn)生 20位地址）和 6字節(jié)（ 8088為 4字節(jié)）指令隊(duì)列緩沖器組成。 標(biāo)志寄存器 PSW 8086 內(nèi)部標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，又稱為處理器狀態(tài)字PSW。 算術(shù)邏輯單元 ALU 它是一個(gè) 16位的運(yùn)算器，可用于 8位或 16位二進(jìn)制算術(shù)和邏輯運(yùn)算（與、或、非），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。1 本章主要教學(xué)內(nèi)容 ? 8086微處理器內(nèi)部組成、寄存器結(jié)構(gòu) ? 8086微處理器引腳特性和作用 ? 8086微處理器存儲(chǔ)器和 I/O組織 ? 8086時(shí)序及最小 /最大工作方式 ? 80X86和 Pentium系列微處理器組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 第 2章 典型微處理器 2 本章教學(xué)目的及要求 通過學(xué)習(xí) ， 應(yīng)掌握： ?典型微處理器的內(nèi)部組成 ?寄存器結(jié)構(gòu) ?外部引腳特性和作用 ?存儲(chǔ)器和 I/O組織 ?時(shí)序和總線操作 ?系統(tǒng)工作方式和特點(diǎn) 第 2章 典型微處理器 3 21 微處理器性能簡介 211 典型微處理器的主要性能指標(biāo) ?主頻 ?外頻 ?倍頻 ?內(nèi)存總線速度 ?擴(kuò)展總線速度 ?地址總線寬度 ?數(shù)據(jù)總線寬度 ?高速緩存 第 2章 典型微處理器 4 212 微處理器的基本功能 （ 1）指令控制 （ 2）操作控制 （ 3）時(shí)間控制 （ 4）數(shù)據(jù)加工 第 2章 典型微處理器 5 22 Intel 8086微處理器的內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)特性 8086微處理器使用 +5V電源， 40條引腳雙列直插式封裝，時(shí)鐘頻率 5MHz~10MHz，基本指令執(zhí)行時(shí)間 ~。 ●組成：由 8個(gè) 通用寄存器 、 1個(gè) 16位的 算術(shù)邏輯單元（ ALU） 、 1個(gè) 16位的 標(biāo)志寄存器 PSW、 1個(gè) 數(shù)據(jù)暫存寄存器 和 EU控制電路 等組成。如果是運(yùn)算操作，操作數(shù)經(jīng)過暫存寄存器送入 ALU，運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過ALU數(shù)據(jù)總線送到相應(yīng)的寄存器，同時(shí)標(biāo)志寄存器 PSW根據(jù)運(yùn)算結(jié)果改變狀態(tài)。 ●功能： 負(fù)責(zé)完成取指令送指令隊(duì)列，配合執(zhí)行部件的動(dòng)作，從內(nèi)存單元或 I/O端口取操作數(shù)，或者將操作結(jié)果送內(nèi)存單元或者 I/O端口。 8086可用 20位地址尋址 1M字節(jié)的內(nèi)存空間，而 CPU內(nèi)部的寄存器都是 16 位，因此需要由一個(gè)附加的機(jī)構(gòu)來計(jì)算出 20位的物理地址，這個(gè)機(jī)構(gòu)就是 20位的地址加法器。在執(zhí)行指令的過程中，如果必須訪問存儲(chǔ)器或者 I／ O端口，那么 EU就會(huì)請求 BIU，進(jìn)入總線周期，完成訪問內(nèi)存或者
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