微机原理与接口技术第2章 系统结构.ppt

第2章8086系统结构2.18086CPU结构2.1.1微处理器(CPU)的典型结构 微处理器(cpu)的典型结构*在微处理器（CPU）内部，三部分之间的信息交换是采用总线结构来实现的，总线是各组件之间信息传输的公共通路，这里的总线称为内部总线，用户无法控制内部总线的工作。工作过程

取指令→执行指令→取指令→执行指令、、、
取指令阶段（CPU读内存操作）：执行指令阶段：

经译码后的指令，由控制电路发出控制信号去执行。2.1.2Intel8086/8088微处理器功能结构一、8086/8088CPU的内部结构功能：负责与M、I/O端口传送数据，完成内外信息交换。具体讲，即：
①取指令②传送数据③形成物理地址

*总线接口部件要从内存取指令送到指令队列；

*CPU执行指令时，要配合执行部件从指定的内存单元
或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件；

*或把执行部件的操作结果传送给指定的M或I/O口。
组成：
4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS）
16位指令指针寄存器IP
20位的地址加法器
(16d段地址+偏移地址＝物理地址)
6字节（8086）或4字节（8088）的指令队列,
总线控制电路:
处理器与外界总线联系的转接电路。
包括三组总线：
20位地址总线
16位（8086）或8位（8088）双向数据总线
一组控制总线。两点说明：
 指令队列
8086的指令队列为6个字节,
8088的指令队列为4个字节。
不论是8086还是8088都会在执行指令的同时从内存中取下一条或几条指令，取来的指令放在指令队列中，使BIU具有预取指令的功能，是一种先进先出（FIFO）的数据结构。
 指令执行顺序
顺序指令执行：指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指令。
执行转移指令：BIU清除指令队列中的内容，从新的地址取入指 令，立即送往执行单元，然后再从新单元开始重 新填满队列。2、执行单元EU（ExecutionUnit）
组成：
4个通用寄存器：AX、BX、CX、DX
4个专用寄存器：BP、SP、SI、DI
标志寄存器（FLAGSorPSW）：
9个标志位，其中6个条件标志位用于存放结果状态。
算术逻辑单元：
16位加法器，用于对寄存器和指令操作数进行算术或逻辑运算。
EU控制系统：
接受从总线接口单元的指令队列中取来的指令代码，
对其译码和向EU内各有关部分发出时序命令信号，协调执行指令规定的操作。小结：
8086/8088取指部分与执行部分是分开的。即BIU和EU并行操作，取指和执行可以重迭，大大减少了等待取指所需的时间，提高了CPU的利用率。
在一条指令的执行过程中可以取出下一条（或多条）指令，指令在指令队列中排队；
在一条指令执行完成后,就可以立即执行下一条指令，减少CPU为取指令而等待的时间，提高CPU的利用率和整个运行速度。

重迭操作技术：一方面提高了整个执行速率，另一方面降低了与之相配的存储器的存取速度的要求。二、8086CPU的寄存器结构1、通用寄存器组
通用寄存器包括：4个16位寄存器
AX、BX、CX、DX。

2、指针和变址寄存器
地址指针寄存器:SP、BP。
变址寄存器包括:SI、DI。

3、段寄存器
段寄存器包括:CS、SS、DS、ES。

4、控制寄存器
控制寄存器包括：IP、PSW（FLAGS)。数据寄存器
AX、BX、CX、DX作为通用寄存器。
用来暂存计算过程中所用到的操作数，结果或其它信息。
访问形式: 可以用16位的访问;
或者可以用字节（8位）形式访问。
它们的高8位记作:AH、BH、CH、DH。
它们的低8位记作:AL、BL、CL、DL。AX——（Accumulator）作为累加器。
它是算术运算的主要寄存器，
所有I/O指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。
例： INAL,20H
OUT30H,AX
BX——（Base）用作基址寄存器使用。
在计算内存储器地址时，经常用来存放基址。
例： MOVAX,[BX+03H]CX——（Count）可以作计数寄存器使用。
在循环LOOP指令和串处理指令中用作隐含计数器。
例： MOVCX,200H
AGAIN: ……
……
LOOPAGAIN；（CX)-1(CX),结果0转AGAIN
DX——（Data）可以作为数据寄存器使用。
一般在双字长乘除法运算时，把DX和AX组合在一起存放一个双字长(32位)数，DX用来存放高16位;对某些I/O操作DX可用来存放I/O的端口地址（口地址256）。
例： MULBX ;(AX)(BX)(DX)(AX)
例: INAL,DX段起始地址

SP、BP、SI、DI四个16位寄存器。
以字为单位在运算