微機(jī)系統(tǒng)與接口教案第二章(編輯修改稿)
2024-08-31 15:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 口中。8086 CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(1) 地址加法器和段寄存器。8086 CPU的20位地址線可直接尋址1 MB存儲(chǔ)器物理空間，但CPU內(nèi)部寄存器均為16位的寄存器。那么，16位的寄存器如何實(shí)現(xiàn)20位地址尋址呢？它是由專門地址加法器將有關(guān)段寄存器內(nèi)容(段的起始地址)左移4位后，與16位偏移地址相加，形成了20位的物理地址，以對(duì)存儲(chǔ)單元尋址。例如，在取指令時(shí)，由16位指令指針(IP)提供一個(gè)偏移地址(邏輯地址)，在地址加法器中與代碼段寄存器(CS)內(nèi)容相加，形成實(shí)際的20位物理地址，送到總線上實(shí)現(xiàn)取指令的尋址。(2) 16位指令指針I(yè)P(Instruction Pointer)。指令指針I(yè)P用來(lái)存放下一條要執(zhí)行指令在代碼段中的偏移地址，它只有和CS相結(jié)合，才能形成指向指令存放單元的物理地址。在程序運(yùn)行中，IP的內(nèi)容由BIU自動(dòng)修改，使它總是指向下一條要取的指令在現(xiàn)行代碼段中的偏移地址。程序沒(méi)有直接訪問(wèn)IP的指令，但通過(guò)某些指令可以修改它的內(nèi)容。例如，轉(zhuǎn)移指令可將轉(zhuǎn)移目標(biāo)的偏移地址送入IP，來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。(3) 指令隊(duì)列緩沖器。當(dāng)EU正在執(zhí)行指令，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一個(gè)6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。其操作遵循下列原則：① 每當(dāng)指令隊(duì)列緩沖器中存滿一條指令后，EU就立即開(kāi)始執(zhí)行。② 每當(dāng)BIU發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中空了兩個(gè)字節(jié)時(shí)，就會(huì)自動(dòng)地尋找空閑的總線周期進(jìn)行預(yù)取指令操作，直到填滿為止。③ 每當(dāng)EU執(zhí)行一條轉(zhuǎn)移、調(diào)用或返回指令后，則要清除指令隊(duì)列緩沖器，并要求BIU從新的地址開(kāi)始取指令，新取的第一條指令將直接經(jīng)指令隊(duì)列緩沖器送到EU去執(zhí)行，并在新地址基礎(chǔ)上再作預(yù)取指令操作，實(shí)現(xiàn)程序段的轉(zhuǎn)移。由于BIU和EU是各自獨(dú)立工作的，在EU執(zhí)行指令的同時(shí)，BIU可預(yù)取下面一條或幾條指令。因此，在一般情況下，CPU執(zhí)行完一條指令后，就可立即執(zhí)行存放在指令隊(duì)列中的下一條指令，而不需要像以往的8位CPU那樣，采取先取指令，后執(zhí)行指令的串行操作方式。(4) 總線控制邏輯電路?？偩€控制邏輯電路將8086 CPU的內(nèi)部總線和外部總線相連，是8086 CPU與內(nèi)存單元或I/O端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的必經(jīng)之路。它包括16位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線和
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