第2章8086系统结构一、8086CPU的基本性能指标指令执行部件（EU）8086CPU由两部分组成，指令执行部件EU和总线接口部件BIU。总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）功能：总线接口部件BIU是CPU与外部（存储器和I/O口）的接口，它提供了16位双向数据总线和20位地址总线，完成所有的外部总线操作。具有地址形成、取指令、指令排队、读/写操作数、总线控制等功能。组成：4个16位段地址寄存器（CS、DS、ES、SS）16位指令指针寄存器IP20位物理地址加法器6字节指令队列总线控制器BIU的特点：地址加法器用来产生20位物理地址。8086可用20位地址寻址1MB的内存空间，而CPU内部的寄存器都是16位，因此需要由一个附加的机构来计算出20位的物理地址，这个机构就是20位的地址加法器。例如：CS＝0FE00H，IP＝0400H，则表示要取指令代码的物理地址为CS×16+IP=0FE000H+0400H=0FE400H。8086的指令队列为6个字节，在执行指令的同时，可从内存中取出后续的指令代码，放在指令队列中，可以提高CPU的工作效率。指令执行部件EU（ExecutionUnit）BIU与EU的动作协调原则总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所要求的信息处理任务：（1）每当8086的指令队列中有2个或2个以上空字节时，BIU就会自动把指令从存储器取到指令队列中。其取指的顺序是按指令在程序中出现的前后顺序。（2）每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I/O端口，那么EU就会请求BIU，进入总线周期，完成访问内存或者I/O端口的操作；如果此时BIU正好处于空闲状态，会立即响应EU的总线请求。如BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。（3）当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。（4）在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。BIU与EU两者的工作是不同步的，8086可以在执行指令的同时，进行取指令代码的操作，即BIU与EU是一种并行工作方式，改变了以往计算机取指令→译码→执行指令的串行工作方式，大大提高了工作效率。总结：BIU状态（1）将指令按序取入指令队列（指令队列中只要有两个以上空，就取指令）；（2）响应EU的总线周期，完成访问存储器、I/O口；（3）空闲状态（指令队列不空，也无EU的总线的请求）。EU状态（1）从BIU指令队列前部取出指令，经指令译码后，执行指令；（2）访问存储器、I/O口，向BIU提出总线周期申请；（3）BIU指令队列空时，EU处于等待状态。三、8086CPU的寄存器上面4个16位寄存器都具有通用性，从而提高了指令系统的灵活性。但在有些指令中，这些通用寄存器还各自有特定的用法，如下表所示。表寄存器主要用途2、段寄存器段：内存中一段连续的空间，在程序中具有特定的用途。段基址：段在内存中的起始地址=段基值×168086CPU系统中共有4个16位段寄存器，分别用于存放程序所要使用的4个存储段:代码段、堆栈段、数据段、附加段的段基值。功能：段寄存器的内容与有效的地址偏移量一起，可确定内存的物理地址。通常CS划定并控制程序区，DS和ES控制数据区，SS控制堆栈区。3、指针和变址寄存器8086有4个16位的指针或变址寄存器，用于存放某一段内的地址偏移量。SI（SourceIndex）：源变址寄存器DI（DestinationIndex）：目的变址寄存器SP（StackPoint）：堆栈指针BP（BasePoint）：基址指针CS0000变址寄存器系统中有两个16位的变址寄存器SI和DI，都用于指令的变址寻址方式。用于存放偏移量或偏移量的一部分SI称为源变址寄存器，通常和DS、ES这两个段寄存器配合使用，用于定位数据段或附加段中的内存单元。在串操作指令中，用于指明源串偏移量。DI称为目的变址寄存器，通常和DS、ES这两个段寄存器配合使用，用于定位数据段或附加段中的内存单元。在串操作指令中，用于指明目的串偏移量。5、标志寄存器PSW标志寄存器PSW（处理器状态字），用来存放运算结果的特征。PSW为16位寄存器，其中共有9个标志位，可分成两类：一类为状态标志，一类为控制标志。状态标志：表示前一步操作（如加、减等）执行以后，ALU所处的状态特征，后续操作可以根