微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)改

1、主要內(nèi)容 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086/8088CPU 的組成EU和BIU的作用內(nèi)部寄存器的分類、名稱及功能8086/8088系統(tǒng)存儲(chǔ)器的分段、物理地址的形成和堆棧的概念；系統(tǒng)配置及工作時(shí)序。 第三章第三章 8086/80888086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：重點(diǎn)： 8086CPU 的組成、內(nèi)部寄存器名稱及功能、8086/8088系統(tǒng)存儲(chǔ)器的分段、物理地址的形成和堆棧的概念；難點(diǎn)：工作時(shí)序8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)微處理器的性能指標(biāo):（1）字長(zhǎng)：是微處理器在交換、加工、存儲(chǔ)信息時(shí)，其信息位的最基本的長(zhǎng)度。

2、與數(shù)據(jù)總線的根數(shù)和內(nèi)部寄存器、運(yùn)算器的位數(shù)相同，表明運(yùn)算精度和數(shù)據(jù)處理的速度。（2）主頻、外頻、倍頻：主頻是微處理器的時(shí)鐘頻率，它決定了微處理器的處理速度；外頻是指系統(tǒng)總線的工作頻率，即主板的工作頻率，它可以衡量微型計(jì)算機(jī)外設(shè)的工作速度；而倍頻則是指微處理器外頻與主頻相差的倍數(shù)。（3）地址總線的寬度：決定微處理器可以直接訪問的存儲(chǔ)器物理空間，對(duì)于8086/8088微處理器，地址線的寬度為20位，最多可以直接訪問1MB的物理空間。（4）主存容量：指主存儲(chǔ)器中RAM和ROM的容量總和，是衡量微型計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)能力的一個(gè)重要指標(biāo)。（5）高速緩存：高速緩存（Cache）也是影響微處理器性能的一個(gè)重要因

3、素，在微處理器中內(nèi)置高速緩存可以提高微處理器的運(yùn)行效率。Cache的存取速度與微處理器的主頻相匹配。8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 8086/8088微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8086微處理器 使用+5V電源， 40條引腳雙列直插式封裝（DIP-Dual In-line Package） ， 時(shí)鐘頻率為5MHz10MHz， 基本指令執(zhí)行時(shí)間為0.3s0.6s； 有16根數(shù)據(jù)線和20根地址線，可直接尋址的內(nèi)存地址空間達(dá)lMB。8086微處理器的特點(diǎn)是： 通過設(shè)置指令隊(duì)列緩沖器，實(shí)現(xiàn)并行流水線工作方式； 對(duì)內(nèi)存空間實(shí)行分段管理，將內(nèi)存分為4類

4、段并設(shè)置了段寄存器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)1MB空間的尋址； 支持多處理器系統(tǒng)； 有最小和最大兩種工作模式。8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 8086與8088的主要區(qū)別： 8086為典型的16位的微處理器，它具有16位的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和16位的外部數(shù)據(jù)總線。 8088卻具有16位的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和8位的外部數(shù)據(jù)總線，因而稱為準(zhǔn)16位機(jī)。相同之處： 均具有20位地址總線，可尋址的內(nèi)存地址空間為1M字節(jié)，可尋址的I/O 地址空間為64k字節(jié)，二者具有完全兼容的指令系統(tǒng)等。8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086 CPU 由兩個(gè)獨(dú)立的功能部件構(gòu)成，它們是：

5、指令執(zhí)行部件EU（Execution Unit）(英ekskju:n美kskjun)總線接口部件BIU（Bus Interface Unit） 兩者可并行操作。CHDHDISPBPSI65標(biāo)志3執(zhí)行部分控制電路運(yùn)算寄存器ALU1 24DSSSES輸入/輸出控制電路IPCS內(nèi)部暫存器BHAHDLCLALBL20 位地址加法16 位外部總線指令隊(duì)列緩沖器8 位16 位通用寄存器執(zhí)行部件（EU）總線接口部件（BIU）8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)1、EU （Execution Unit）執(zhí)行單元）執(zhí)行單元：eksikju:eksikju:nn （1）、）、 功能功能：

6、負(fù)責(zé)指令執(zhí)行和形成訪問存儲(chǔ)器或負(fù)責(zé)指令執(zhí)行和形成訪問存儲(chǔ)器或I/O端口的有效地址。端口的有效地址。（2）、）、 組成：組成：q 4個(gè)通用寄存器：個(gè)通用寄存器：AX(Accumulator register)、BX(base register)、 CX、DX（英 kju:mjkju:mjlelet t(r)(r)美 kjumjkjumjletlet ）q 4個(gè)專用寄存器：個(gè)專用寄存器：BP、SP、SI、DIq 標(biāo)志寄存器（標(biāo)志寄存器（FR, 或或PSW）：）： 9個(gè)標(biāo)志位，其中個(gè)標(biāo)志位，其中6個(gè)條件標(biāo)志位用于存放結(jié)果狀態(tài)。個(gè)條件標(biāo)志位用于存放結(jié)果狀態(tài)。q 算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元ALU(Arit

7、hmetic Logic Unit)Arithmetic Logic Unit) ：英 r rm mt tkk 16 位加法器，用于對(duì)寄存器和指令操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算。位加法器，用于對(duì)寄存器和指令操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算。q EU 控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)： 接受接受從總線接口單元的從總線接口單元的指令隊(duì)列中取來的指令代碼指令隊(duì)列中取來的指令代碼，對(duì)其譯碼；，對(duì)其譯碼； 向向 EU 內(nèi)各有關(guān)部分內(nèi)各有關(guān)部分發(fā)出時(shí)序命令信號(hào)發(fā)出時(shí)序命令信號(hào)定時(shí)控制信號(hào)定時(shí)控制信號(hào)； 協(xié)調(diào)執(zhí)行指令規(guī)定的操作協(xié)調(diào)執(zhí)行指令規(guī)定的操作。8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2、總線接口單元、總線接

8、口單元 BIU （Bus Interface Unit）（1）功能：功能：形成訪問存儲(chǔ)器和形成訪問存儲(chǔ)器和I/O口的實(shí)際物理地址；負(fù)責(zé)與口的實(shí)際物理地址；負(fù)責(zé)與 存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、I/O 端口傳送端口傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。（2）組成組成4 個(gè)段地址寄存器（個(gè)段地址寄存器（CS、DS、ES、SS），），16位指令指針寄存器位指令指針寄存器IP，20位的地址加法器：位的地址加法器：段地址段地址 16 +偏移地址物理地址偏移地址物理地址6字節(jié)（字節(jié)（8086）的指令隊(duì)列）的指令隊(duì)列FIFO總線控制電路總線控制電路:負(fù)責(zé)處理器與外界總線的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)與外部交換數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)處理器與外界總線的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)與外部交換數(shù)據(jù)80

9、86內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086CPU外部三組總線：外部三組總線：AB:20 位地址總線位地址總線, A19A0DB: 16位雙向數(shù)據(jù)總線位雙向數(shù)據(jù)總線, D15 D0CB:一組控制總線一組控制總線(3 )二點(diǎn)說明二點(diǎn)說明 指令隊(duì)列指令隊(duì)列8086 的指令隊(duì)列為的指令隊(duì)列為6個(gè)字節(jié)，當(dāng)有個(gè)字節(jié)，當(dāng)有2個(gè)字節(jié)空位時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入個(gè)字節(jié)空位時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入取指操作。取指操作。8086在執(zhí)行指令的同時(shí)從內(nèi)存中取下一條或幾條指令，實(shí)現(xiàn)在執(zhí)行指令的同時(shí)從內(nèi)存中取下一條或幾條指令，實(shí)現(xiàn)EU與與BIU并行工作，取來的指令放在指令隊(duì)列中，使并行工作，取來的指令放在指令隊(duì)列中，使 BI

10、U 具有預(yù)取指令具有預(yù)取指令的功能，的功能，是一種先進(jìn)先出（是一種先進(jìn)先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 指令執(zhí)行順序指令執(zhí)行順序 順序指令執(zhí)行順序指令執(zhí)行：指令隊(duì)列存放緊接在執(zhí)行指令后面的那一條指令。：指令隊(duì)列存放緊接在執(zhí)行指令后面的那一條指令。 執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令：BIU 清除指令隊(duì)列中的內(nèi)容，從新的地址取入指令，清除指令隊(duì)列中的內(nèi)容，從新的地址取入指令，立即送往執(zhí)行單元，然后再?gòu)男聠卧_始重新填滿隊(duì)列。立即送往執(zhí)行單元，然后再?gòu)男聠卧_始重新填滿隊(duì)列。8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086/8088取指部分與執(zhí)行部分是分開的。取指部分與執(zhí)行部分

11、是分開的。 在一條指令的執(zhí)行過程中可以取出下一條（或多條）指令，指令在一條指令的執(zhí)行過程中可以取出下一條（或多條）指令，指令 在指令隊(duì)列中排隊(duì)；在指令隊(duì)列中排隊(duì)； 在一條指令執(zhí)行完成后在一條指令執(zhí)行完成后,就可以立即執(zhí)行下一條指令，減少就可以立即執(zhí)行下一條指令，減少CPU為為取指令而等待的時(shí)間，提高取指令而等待的時(shí)間，提高CPU的利用率和整個(gè)運(yùn)行速度。的利用率和整個(gè)運(yùn)行速度。8086/8088微處理器微處理器:BIU和和EU分開，取指和執(zhí)行可以重迭，分開，取指和執(zhí)行可以重迭，大大減少了等待取指所需的時(shí)間，提高大大減少了等待取指所需的時(shí)間，提高CPU的利用率。的利用率。重迭操作技術(shù)：重迭操作技術(shù)

12、：一方面提高了整個(gè)執(zhí)行速率，一方面提高了整個(gè)執(zhí)行速率， 另一方面降低了與之相配的存儲(chǔ)器的存取速度的要求另一方面降低了與之相配的存儲(chǔ)器的存取速度的要求。取指取指取指取指取指取指取指取指得到數(shù)據(jù)得到數(shù)據(jù)等待等待執(zhí)行執(zhí)行執(zhí)行執(zhí)行執(zhí)行執(zhí)行執(zhí)行執(zhí)行8086的指令流水線 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)AHAHALALBHBHBLBLCHCHCLCLDHDHDLDLSPSPBPBPSISIDIDIIPIPFlagsFlagsCSCSDSDSSSSSESESAXAXBXBXCXCXDXDX累加器累加器基址基址計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寄

13、存器數(shù)據(jù)寄存器0 015150 07 78 815150 015150 01515附加數(shù)據(jù)段附加數(shù)據(jù)段堆棧段堆棧段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段代碼段代碼段段寄存器段寄存器指令指針指令指針狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志控制寄存器控制寄存器堆棧指針堆棧指針基址指針基址指針 源變址源變址目的變址目的變址指針寄存器指針寄存器變址寄存器變址寄存器通通用用寄寄存存器器8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)段寄存器段寄存器段寄存器段寄存器: 4個(gè)個(gè)16位段寄存器位段寄存器CS、D

14、S、SS、ES。用來用來識(shí)別當(dāng)前可尋址的四個(gè)段，不可互換使用。識(shí)別當(dāng)前可尋址的四個(gè)段，不可互換使用。CSCode Segment Register 代碼段寄存器代碼段寄存器 用來識(shí)別當(dāng)前代碼段（程序一般放在代碼段）。用來識(shí)別當(dāng)前代碼段（程序一般放在代碼段）。DSData Segment Register數(shù)據(jù)段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器 用來識(shí)別當(dāng)前數(shù)據(jù)段寄存器。用來識(shí)別當(dāng)前數(shù)據(jù)段寄存器。SSStack Segment Register堆棧段寄存器，堆棧段寄存器， 用來識(shí)別當(dāng)前堆棧段。用來識(shí)別當(dāng)前堆棧段。ESExtra Segment Register附加段寄存器附加段寄存器， 用來識(shí)別當(dāng)前附加段。用來

15、識(shí)別當(dāng)前附加段。8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)志寄存器(FR,或PSW-program status word)1、狀態(tài)標(biāo)志（6個(gè)）：CF進(jìn)位標(biāo)志. 0:無進(jìn)位，1:有進(jìn)位PF奇偶標(biāo)志. 0:奇；1:偶AF輔助進(jìn)位. 0:無進(jìn)位,1:有進(jìn)位ZF零標(biāo)志. 0:非零；1:是零SF符號(hào)標(biāo)志. 0:正數(shù)；1:負(fù)數(shù)OF溢出標(biāo)志. 0:無溢出;1:有溢出8086的寄存器結(jié)構(gòu)

16、 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志:用來記錄程序中運(yùn)行結(jié)果的用來記錄程序中運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)信息狀態(tài)信息作為作為后續(xù)條件轉(zhuǎn)移指令的轉(zhuǎn)移控制條件。后續(xù)條件轉(zhuǎn)移指令的轉(zhuǎn)移控制條件。也稱為條件碼。也稱為條件碼。 包括包括6位：位：CF 、 PF 、 AF 、 ZF 、 SF 、 OF 。 OF（Overflow Flag）溢出標(biāo)志（一般指補(bǔ)碼溢出）溢出標(biāo)志（一般指補(bǔ)碼溢出）OF=1：在運(yùn)算過程中，如操作數(shù)超過了機(jī)器表示的范圍稱為：在運(yùn)算過程中，如操作數(shù)超過了機(jī)器表示的范圍稱為溢出溢出。OF=0：在運(yùn)算過程中，如操作數(shù)未超過了機(jī)器能表示的范圍稱為在運(yùn)算過程中，如操作數(shù)未超過了機(jī)

17、器能表示的范圍稱為 不溢出。不溢出。字節(jié)允許范圍字節(jié)允許范圍 -128+127，字運(yùn)算范圍字運(yùn)算范圍 -32768+32767 。8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) SF（Sign Flag）符號(hào)標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志 SF=1：記錄運(yùn)算結(jié)果的：記錄運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)為負(fù)符號(hào)為負(fù)。SF=0：記錄運(yùn)算結(jié)果的：記錄運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)為正。符號(hào)為正。 ZF（Zero Flag）零標(biāo)志零標(biāo)志 ZF=1：運(yùn)算結(jié)果：運(yùn)算結(jié)果為為0。 ZF=0：運(yùn)算結(jié)果運(yùn)算結(jié)果不為不為0。 CF（Carry Flag）進(jìn)位標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志 CF=1：記錄運(yùn)算時(shí)記錄運(yùn)算時(shí)從最高有效位產(chǎn)生進(jìn)位值。從最高有效位產(chǎn)生進(jìn)位

18、值。CF=0：記錄運(yùn)算時(shí)：記錄運(yùn)算時(shí)從最高有效位不產(chǎn)生進(jìn)位值從最高有效位不產(chǎn)生進(jìn)位值。8086的寄存器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) AF（Auxiliary Carry Flag）輔助進(jìn)位標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志:gzliriAF=1：記錄運(yùn)算時(shí)記錄運(yùn)算時(shí)第第3位（半個(gè)字節(jié)）產(chǎn)生進(jìn)位值。位（半個(gè)字節(jié)）產(chǎn)生進(jìn)位值。AF=0：記錄運(yùn)算時(shí)記錄運(yùn)算時(shí)第第3位（半個(gè)字節(jié)）不產(chǎn)生進(jìn)位值。位（半個(gè)字節(jié)）不產(chǎn)生進(jìn)位值。 PF(Parity Flag)奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志 prtPF=1: 結(jié)果操作數(shù)結(jié)果操作數(shù)低低8位中有偶數(shù)個(gè)位中有偶數(shù)個(gè)1。PF=0: 結(jié)果操作數(shù)結(jié)果操作數(shù)低低8位中有奇數(shù)個(gè)位中有奇

19、數(shù)個(gè)1。用來為機(jī)器中傳送信息時(shí)可能產(chǎn)生的代碼出現(xiàn)情況提供檢驗(yàn)條件。用來為機(jī)器中傳送信息時(shí)可能產(chǎn)生的代碼出現(xiàn)情況提供檢驗(yàn)條件。8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)例31： 兩數(shù)相加0100 0011 0100 0101 B+)0010 0010 0001 1001 B CF=0 0110 0101 0101 1110 B運(yùn)算結(jié)果對(duì)各狀態(tài)標(biāo)志位的影響：SF ZF PF AF CF OF 0 0 0 0 0 0 正數(shù) 非零 奇數(shù) 無進(jìn)位 無溢出 8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)例32： 兩數(shù)相減0101 0100 0011 1010 B) 11

20、11 1110 0000 0000 B CF= 1 0101 0110 0011 1010 B運(yùn)算結(jié)果對(duì)各狀態(tài)標(biāo)志位的影響：SF ZF PF AF CF OF 0 0 1 0 1 0 正數(shù) 非零 偶數(shù) 無 有進(jìn)位 無溢出 8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)志位為1時(shí)的符號(hào)為0時(shí)的符號(hào)OFOV(over flow)NV(not overflow)DFDN( down)UPIFEI (enable)DI (disenable)SFNG (negative)PL (plus)ZFZR (zero)NZ (not zero)AFAC (auxiliary carry)NA

21、 (not auxiliary)PFPE (parity even number)PO (parity odd number)CFCY (carry )NC (not carry)標(biāo)志寄存器中的狀態(tài)標(biāo)志的表示符號(hào)8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2、控制標(biāo)志（3個(gè)）對(duì)控制標(biāo)志位進(jìn)行設(shè)置后對(duì)控制標(biāo)志位進(jìn)行設(shè)置后,對(duì)其后的操作起控制作用。對(duì)其后的操作起控制作用?？刂茦?biāo)志位包括控制標(biāo)志位包括3位位: 跟蹤標(biāo)志跟蹤標(biāo)志TF、中斷標(biāo)志、中斷標(biāo)志IF 、方向標(biāo)志、方向標(biāo)志 DF 。 TF(Trap Flag)跟蹤跟蹤(陷阱陷阱)標(biāo)志位標(biāo)志位 TF=1 ,每執(zhí)行一條指令后，自動(dòng)產(chǎn)

22、生一次內(nèi)部中斷，每執(zhí)行一條指令后，自動(dòng)產(chǎn)生一次內(nèi)部中斷，使使CPU處于單步執(zhí)行指令工作方式，便于進(jìn)行程序調(diào)試，用戶能檢查程序。處于單步執(zhí)行指令工作方式，便于進(jìn)行程序調(diào)試，用戶能檢查程序。 TF=0, CPU正常工作，不產(chǎn)生陷阱正常工作，不產(chǎn)生陷阱。 8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)IF( Interrupt Flag)中斷標(biāo)志中斷標(biāo)志 位位 IF=1, 允許外部可屏蔽中斷允許外部可屏蔽中斷。CPU可以響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求?？梢皂憫?yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求。 IF=0, 關(guān)閉中斷關(guān)閉中斷。CPU禁止響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求。禁止響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求。 IF的狀態(tài)對(duì)不可屏蔽中斷和內(nèi)部軟中

23、斷沒有影響。的狀態(tài)對(duì)不可屏蔽中斷和內(nèi)部軟中斷沒有影響。DF(Direction Flag)方向標(biāo)志位方向標(biāo)志位 DF=1，每次每次串處理操作串處理操作后使變址寄存器后使變址寄存器SI和和DI減量減量，使串處理從高地址向低，使串處理從高地址向低地址方向處理。地址方向處理。 DF=0，每次每次串處理操作串處理操作后使變址寄存器后使變址寄存器SI和和DI增量增量, 使串處理從低地址向高使串處理從低地址向高地址方向處理。地址方向處理。 DF方向標(biāo)志位是在串處理指令中控制處理信息的方向標(biāo)志位是在串處理指令中控制處理信息的方向方向用的。用的。8086內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)控

24、制信息：控制信息：由系統(tǒng)程序或用戶程序由系統(tǒng)程序或用戶程序根據(jù)需要用指令來設(shè)置的。根據(jù)需要用指令來設(shè)置的。 狀態(tài)信息：狀態(tài)信息：由中央處理器由中央處理器,根據(jù)計(jì)算結(jié)果自動(dòng)設(shè)置的，根據(jù)計(jì)算結(jié)果自動(dòng)設(shè)置的，機(jī)器提供了設(shè)置狀機(jī)器提供了設(shè)置狀 態(tài)信息指令態(tài)信息指令, 必要時(shí)必要時(shí),程序員可以用這些指令來建立狀態(tài)信息程序員可以用這些指令來建立狀態(tài)信息。8088與與8086CPU的區(qū)別：的區(qū)別： 1. 指令隊(duì)列為指令隊(duì)列為4個(gè)，當(dāng)有個(gè)，當(dāng)有1個(gè)空就自動(dòng)補(bǔ)充；個(gè)空就自動(dòng)補(bǔ)充； 2. 總線控制電路與外部交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線寬度是總線控制電路與外部交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線寬度是8位；位；2. 總線控制電路與專用寄存器之

25、間的數(shù)據(jù)總線寬度是總線控制電路與專用寄存器之間的數(shù)據(jù)總線寬度是8位；位； 準(zhǔn)準(zhǔn)16位微處理器。位微處理器。8088內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8088內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)CHDHDISPBPSI標(biāo)志3執(zhí)行部分控制電路運(yùn)算寄存器ALU1 24DSSSES輸入/輸出控制電路IPCS內(nèi)部暫存器BHAHDLCLALBL20 位地址加法8 位外部總線8位指令隊(duì)列緩沖器8 位16 位通用寄存器執(zhí)行部件（EU）總線接口部件（BIU）8088的指令執(zhí)行過程8086 CPU引腳及功能 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)1AD15AD0 分時(shí)復(fù)

26、用的地址/數(shù)據(jù)總線。傳送地址：?jiǎn)蜗?、三態(tài)輸出。傳送數(shù)據(jù)：雙向三態(tài)輸出。三態(tài)：0、1、高阻狀態(tài)。總線周期：通過總線與存儲(chǔ)器或I/O端口完成一次讀、寫信號(hào)操作的時(shí)間T1、T2、T3、T4。T1傳送地址，其余時(shí)間傳送數(shù)據(jù)。2A19/S6、A18/S5，A17/S4，A16/S3地址/狀態(tài)復(fù)用總線訪問M：A19-A16為高4位地址訪問I/O：只用低16位3.2 8086/8088 CPU引腳及功能8086 CPU引腳及功能 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)3 /S7 總線高位有效信號(hào)。BHE和AD0編碼的含義無效無效1 11 1低低8 8位位數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行字節(jié)字節(jié)傳送傳送0

27、01 1高高8 8位位數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行字節(jié)字節(jié)傳送傳送1 10 01616位位數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行字字傳送傳送0 00 0總線使用情況總線使用情況ADAD0 0BHEBHE3.2 8086/8088 CPU引腳及功能8086 CPU引腳及功能 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086 CPU引腳及功能 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)INTR：Interrupt Request 可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)INTA：Interrupt Acknowledge 中斷響應(yīng)信號(hào)NMI：Non-Maskable Interrupt Request 不可屏蔽中斷信號(hào)RE

28、SET：復(fù)位信號(hào)，高電平有效MN/MX：工作模式選擇信號(hào)CLK：主時(shí)鐘信號(hào)HOLD：總線請(qǐng)求信號(hào)，其他部件使用總線的請(qǐng)求信號(hào)HLDA：總線請(qǐng)求應(yīng)答信號(hào)TEST：測(cè)試信號(hào)，CPU繼續(xù)等待的信號(hào)，與其他處理器協(xié)調(diào)用Vcc、GND：電源線8086的系統(tǒng)配置 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)最小模式系統(tǒng)8086的系統(tǒng)配置 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)最小模式系統(tǒng)8086的系統(tǒng)配置 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)最小模式系統(tǒng)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)一、存儲(chǔ)器的組成 8086/8088 CPU能尋址1M字節(jié)的存儲(chǔ)單元。 每個(gè)存儲(chǔ)單元

29、存放8位二進(jìn)制數(shù)，即一個(gè)字節(jié)，且這些存儲(chǔ)單元是順序排放的。 每一個(gè)存儲(chǔ)單元用唯一的一個(gè)地址碼標(biāo)識(shí)（20位二進(jìn)制數(shù)），這個(gè)地址碼標(biāo)識(shí)稱為物理地址。3.3 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)一個(gè)存儲(chǔ)單元中存放的信息稱為該存儲(chǔ)單元的內(nèi)容，如圖3-13表示，在0002H地址單元存儲(chǔ)的信息為34H，即0002H單元的內(nèi)容為34H，表示為：0002H34H或（0002H）34H。一個(gè)單元存放一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字則占用兩個(gè)連續(xù)單元：低字節(jié)存放在低地址，高字節(jié)存放在高地址。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)3.3 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)一個(gè)單元存放一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字則占用兩個(gè)連續(xù)單元：低字節(jié)存放在低地址，高字節(jié)存放在高字節(jié)。-小

30、端模式。高字節(jié)存放在低地址，低字節(jié)存放在高地址。-大端模式。我們常用的X86結(jié)構(gòu)是小端模式，而KEIL C51則為大端模式。很多的ARM，DSP都為小端模式。有些ARM處理器還可以由硬件來選擇是大端模式還是小端模式。 重要概念：大端模式、小端模式存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)512k8(位位)偶地址偶地址存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體（A0=0）512k8(位位)奇地址奇地址存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體（A0=1）FFFFE=2202158700000100003000050000000002000042201=FFFFF 18086 系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) 將8086系統(tǒng)中1M字節(jié)的儲(chǔ)存空間分成兩個(gè)51

31、2k字節(jié)的存儲(chǔ)體，一個(gè)存儲(chǔ)體中包含偶數(shù)地址，另一個(gè)存儲(chǔ)體中包含奇數(shù)地址，兩個(gè)存儲(chǔ)體之間采用字節(jié)交叉編制方式。對(duì)于任何一個(gè)存儲(chǔ)體，只需19位地址碼（A1A19）就夠了，另一個(gè)地址碼A0 用來區(qū)分當(dāng)前訪問哪一個(gè)存儲(chǔ)體，即A0=0表示訪問偶地址存儲(chǔ)體，A0=1表示訪問奇地址存儲(chǔ)體。 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)BHEA0操操 作作00同時(shí)訪問兩個(gè)存儲(chǔ)體，讀同時(shí)訪問兩個(gè)存儲(chǔ)體，讀/寫一個(gè)字的信息寫一個(gè)字的信息01只訪問奇地址存儲(chǔ)體，讀只訪問奇地址存儲(chǔ)體，讀/寫高字節(jié)的信息寫高字節(jié)的信息10只訪問偶地址存儲(chǔ)體，讀只訪問偶地址存儲(chǔ)體，讀/寫低字節(jié)的信息寫低字節(jié)的信息11無訪問存

32、儲(chǔ)體操作無訪問存儲(chǔ)體操作8086系統(tǒng)存儲(chǔ)器與總線連接 8086系統(tǒng)中，另設(shè)一個(gè)總線高位有效控制信號(hào) ，當(dāng) 有效時(shí)，選定奇地址存儲(chǔ)體，體內(nèi)地址由A1A19確定；當(dāng)A0=0時(shí)，選定偶地址存儲(chǔ)體，體內(nèi)地址由A1A19確定。BHEBHE三種訪問存儲(chǔ)器的方式： 一個(gè)非常重要的概念：規(guī)則字:在內(nèi)存中，當(dāng)存放一個(gè)字的時(shí)候，按照低字節(jié)放在偶地址中的原則存放，高字節(jié)存放在奇地址中。（通常簡(jiǎn)記為：奇高偶低）。否則，為非規(guī)則字或非對(duì)準(zhǔn)字。 .10000H10001H10002H10003H .例：從10000開始的存儲(chǔ)單元按照規(guī)則字的原則存放兩個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)5A3BH,7100H3B5A0071高字節(jié)：5A 低字節(jié)：3B

33、 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)規(guī)則字的訪問方式:一次訪問一個(gè)字，兩個(gè)字節(jié)同時(shí)訪問。非規(guī)則字的訪問方式:兩次訪問一個(gè)字，先訪問奇地址的低字節(jié)數(shù)據(jù)，再訪問偶地址的高地址數(shù)據(jù)。注意：也是一次讀出兩個(gè)字節(jié)，只是第一次舍棄偶地址的無用低字節(jié)內(nèi)容，第二次，舍棄奇地址的無用高字節(jié)內(nèi)容。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)二、存儲(chǔ)器分段存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)8086/8088 系統(tǒng)中，對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)空間尋址，需要20位長(zhǎng)的地址碼而CPU內(nèi)部可以提供地址的寄存器BX、IP、SP、BP、SI和DI及算術(shù)邏輯運(yùn)算單元都是16位，其尋址能力

34、為64k字節(jié)。因此在8086/8088系統(tǒng)中，把整個(gè)存儲(chǔ)空間分成許多邏輯段，這些邏輯段容量不能超過64k字節(jié)，各個(gè)邏輯段之間可以緊密相連，也可以相互重疊（完全重疊或者部分重疊），也可以分開一段距離。在8086/8088存儲(chǔ)器中，把16個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間稱作一節(jié)（Paragraph），且規(guī)定節(jié)的起始地址能被16整除。為了簡(jiǎn)化操作，要求各個(gè)邏輯段從節(jié)的起始邊界開始，也就是保證段的首地址的低4位地址碼總是為“0”。段首地址的高16位地址碼稱作段基址，段基址可以存放在代碼段存儲(chǔ)器CS、堆棧段寄存器SS、數(shù)據(jù)段寄存器DS或擴(kuò)展段寄存器ES中。段內(nèi)任一存儲(chǔ)單元的地址可以用相對(duì)于段首址的16位偏移量來表示，這

35、個(gè)偏移量稱為當(dāng)前段內(nèi)的偏移地址，也稱有效地址，可用系統(tǒng)中的16位通用寄存器來存放。三、存儲(chǔ)器中的邏輯地址和物理地址物理地址用全部20位地址線表示 例：22AD0H邏輯地址段基地址：偏移地址 例：2100H：1AD0H (32位) (高16位) (低16位) 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)物理地址=段基址16+偏移地址如： 2100 段基地址 + 1AD0 偏移地址 22AD00存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 第三章 8086/8088微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 邏輯地址來源邏輯地址來源操作指令段基址偏移地址正常來源其它來源取指令CS無IP堆棧操作SS無SP存/取變量DSCS、ES、SS有效地址EA取源串DSCS、ES、SSSI存/取目標(biāo)串ES無DI通過BP間接尋址SSCS、ES、DS有效地址EA 特殊的內(nèi)存區(qū)域特殊的內(nèi)存區(qū)域8088/8086系統(tǒng)中，有些內(nèi)存區(qū)域的作用是固定的，用戶不能隨便使用，如： 中斷矢量區(qū)：00000H003FFH共1K字節(jié)，用以存放256種中斷類型的中斷矢量，每個(gè)中斷矢量占用4個(gè)字節(jié)，共2564=1024=1K 顯示緩沖區(qū)：B0000HB0F9F