微机原理第二章课件-8086,8088微处理器的内部结构.ppt
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第二章微型计算机系统结构二、8086/8088微处理器的内部结构图2.18086CPU内部逻辑结构1、总线接口部件BIU具体的说,地址加法器将段寄存器(16位)的内容左移4位,然后与指令指针寄存器IP的内容相加得到20位的物理地址。例如:从内存取指令时,(CS)=5760H,(IP)=1234H,则物理地址为:57600H+1234H=57934H。这里,先将段寄存器CS左移4位(16进制数只需后面加一个零)。(3)6字节的指令队列:总线接口部件从内存中取来的指令放在一个缓冲区中,这个缓冲区叫指令队列。执行部件在执行指令过程中从指令队列取来指令执行。(4)输入/输出控制电路:该控制电路将8086CPU的片内总线与系统总线相连,是8086CPU与外部交换数据的必经之路。2、执行部件EU(ExecutionUnit)3、BIU和EU的管理4、寄存器结构(2)段寄存器8086的寻址空间是1M字节,物理地址需要20位的地址码。但CPU中的寄存器都是16位的。为解决该问题采用了存储器分段技术。把1MB地址分段,每段64KB,其起始地址的高16位装入一个段寄存器中,称作段基地址,这四个段寄存器的名称为:CS(代码段寄存器)DS(数据段寄存器)ES(附加段寄存器)SS(堆栈段寄存器)8086设置了这4个16位段寄存器,通过这四个段寄存器,CPU可以定位4个逻辑段,分别为:当前代码段、当前数据段、当前附加段和当前堆栈段。注意,每个逻辑段在实际存储器中的位置是可以浮动的,其起始地址的高16位装在段寄存器中,称作段基地址。当程序很大,超过64KB时,则可以定义多个代码段、数据段和附加段。不同的逻辑段可以相交,甚至可以完全重叠。参见书上图2.8。(3)指令指针寄存器IP该寄存器的内容用来指明将要执行的下一条指令在代码段中的位置。总线接口部件BIU负责修改IP寄存器的值,使它始终指向将要执行的下一条指令。(4)标志寄存器FRFR主要用来标志运算结果的状态,以及控制CPU的操作。各标志位定义如图2.2所示(共有9个标志):下图是80x86微处理器的标志寄存器,从图中可知,他们是向下兼容的。标志位共有9个,6个是状态标志,用来表示运算结果的特征,包括CF、PF、AF、ZF、SF和OF;3个是控制标志,用来控制CPU的操作,包括IF、DF和TF。①状态标志:CF:进位标志,表示本次运算中最高位(第7位或第15位)有进位或有借位。PF:奇偶标志。PF=1表示本次运算中低8位有偶数个“1”;PF=0表示有奇数个“1”。AF:辅助进位标志。AF=1表示本次运算第3位向第4位有进位或有借位。在十进制运算中作为是否进行十进制调整的依据。ZF:零标志。ZF=1表示本次运算结果为零,否则ZF=0SF:符号标志。SF=0为正数;SF=1为负数。OF:溢出标志。OF=1表示本次运算结果产生溢出,否则OF=0。所谓溢出就是指运算结果超出了相应类型数据所能表示的范围。②控制标志:DF:方向标志,用来控制串操作指令的执行。DF=0则串操作指令的地址自动增量;若DF=1,则自动减量。IF:中断标志,用来控制对可屏蔽中断的响应。若IF=1则允许CPU响应可屏蔽中断;IF=0,则CPU不能响应可屏蔽中断。TF:单步标志。若TF=1,则CPU进入单步工作方式,即CPU每执行一条指令就自动产生一次内部中断;TF=0则CPU正常执行。8086以上的CPU其寄存器阵列如下图所示,阴影部分是80386以上的32位微处理器的寄存器。5、8088与8086的区别第二节CPU的外部结构GND140VCCAD14239AD15AD13338A16/S3AD12437A17/S4AD11536A18/S5AD10635A19/S6AD9734BHE/S7AD8833MN/MXAD79808632RDAD610CPU31HOLD(RQ/GT0)AD51130HLDA(RQ/GT1)AD41229WR(LOCK)AD31328M/IO(S2)AD21427DT/R(S1)AD11526DEN(S0)AD01625ALE(QS0)NMI1724INTA(QS1)INTR1823TESTCLK1922READYGND2021RESET一、8086CPU引脚3.:总线高位有效信号4.:读信号5.:写信号6.:存储器或I/O端口访问信号7.Ready:准备就绪信号8.INTR:中断请求信号9.:中断响应信号10.NMI:非屏蔽中断请求信号11.:测试信号12.RESET:复位信号13.ALE:地址锁存允许信号