微处理器结构及基本工作原理PPT演示文稿

CX
在循环指令和字符串指令中作为循环次数计数器,每 作一次循环，CX的内容自动减1
CL 在移位/循环指令中作移位次数计数器使用
在字乘法/除法指令中存放乘积高位或被除数高位或 DX 余数；在间接寻址的输入/输出指令中作地址寄存器
使用
SI
在字符串运算指令中作源变址寄存器使用；在间接 寻址的指令中作变址寄存器使用
代码段1
FFFFFH
2.2 8086CPU内部结构框架
通 用 寄 存 器
16
TMP TMP
16 16 ALU
标志寄存器 FR
控制单 元
EU
20
地址产 生器
CS ES
16
SS
DS
16 IP
通信寄
总线 控制
存器
逻辑
8 指令队列缓冲 BIU
器
2.2 8086CPU内部结构框架
通 用 寄 存 器
16
TMP TMP
8 指令队列缓冲器 BIU
微处理器结构分析
总线利用率高。
串行结构：取指令[－>取操作数]－>执行指令－>存放结果
CPU利用率高，计算速度快。
两部分的动作管理遵循以下原则。
1.每当8086的指令队列中有2个空wenku.baidu.com节，BIU就会自动把指令 取到指令队列中； 2.同时EU从指令队列中取出一条指令并分析、执行指令； 3.当指令队列已满而EU对BIU又无总线访问请求时，BIU进入 空闲状态； 4.在执行转移、调用和返回指令时，指令队列中原有内容被自 动清除。
通总线接口部件BIU的作用是 预取指用令、形成实际地址PA、 输分入组输成寄 存 器出：数据。BIU主要由五部
指令队列缓冲器 16
地址产生器
TMP TMP
段寄存器
16 1指6 令指A针LU寄存器
总线标志控寄制存器逻FR辑 控制单元
EU
20
地址产 生器
CS ES
16
SS
DS
16 IP
通信寄存 器
总线 控制 逻辑
第二章 8086/8088微机体系结构
微处理器性能指标 重点 ： 8086CPU的组成及
各部分的作用，8086存储器
8086/8088内部结构的分段、物理地址的形成 ，
8086工作时序，堆栈的概念
存储器结构
8086/8088CPU引脚及功能
8086/8088系统配置
难点：8086工作时序、 物理地址的形成
8086/8088CPU内部时序
1.微处理器性能指标
字长 指令系统 基本指令执行时间 访问存储器能力 是否能构成多处理器系统 工艺形成及其它
1.1字长
字长：是微处理器在交换、加工、存储信息时， 其信息位的最基本的长度。与数据总线的 根数和内部寄存器的位数相同。
10110101 + 10001111 进位 1 1 1 1 1 1 1
DI
在字符串运算指令中作目标变址寄存器使用；在间 接寻址中作变址寄存器使用
BP 在间接寻址的指令中作基址指针使用
SP 在堆栈操作中作堆栈指针使用
在某些指令中 规定了某些通 用寄存器的专 门用法， 这样
可以缩短指令 代码长度；或 使这些寄存器 的使用具有隐 含的性质， 以
简化指令的书 写形式（即在 指令中不必写 出使用的寄存 器名称）。 通
2.3 8088CPU内部结构框架
2.4 寄存器－通用寄存器
15 8 7 0
AX AH AL BX BH BL CX CH CL DX DH DL
SI
DI SP BP
四个16位通用寄存器、两个变址寄 存器、两个指针寄存器。
AX：累加器（Accumulator） BX：基址寄存器（Base Index） CX：计数寄存器（Count Index） DX：数据寄存器（Data Index） SI：源变址寄存器（Source Index） DI：目标寄存器（Destination Index） SP：堆栈指针（Stack Pointer） BP：基址指针（Base Pointer）
16 16 ALU
标志寄存器FR
控制单元
EU
执行部件EU2的0 作用：负责 执地行址指产令、形成有效地址EA。 EU 生包器括四部分：
运算器＝CESSALU+T1E6MP
SS
通1用6 寄存DIP器S
通信寄存
总线 控制
标志寄存器器
逻辑
控8 制单元 指令队列缓冲器 BIU
2.2 8086CPU内部结构框架
被加数 加数 进位 和
4位 8次 8位 4次 16位 2次 32位 1次
8086/8088CPU性能指标
8086：是INTEL系列16位微处理器，采用HMOS（高密 度金属氧化物半导体）技术，集成度为29000个管／片。
数据总线：16位 地址总线：20位，可直接寻址的地址空间为
1M字节。
8088：准16位机，CPU内部数据总路线为16位，外部8 位，20位地址总线，推出8088的目的是为了向下兼容以 前的8位微型机。
AX 在输入/输出指令中用作数据寄存器；在乘法指令中 AL 存放被乘数或乘积；在除法指令中存放被除数或商
AH 在LAHF指令中作为目标寄存器使用
AL
在 BCD码 及 ASCⅡ 运 算 指 令 中 作 累 加 器 使 用 ； 在 XLAT指令中作累加器使用
BX
在间接寻址方式中作基址寄存器使用；在XLAT指令 中作基址寄存器使用
Itanium（安腾）
64 位
1010 1100 0110 0101 1001 1000 0100 0011
+ 1100 0011 1100 0011 0001 0101 0101 1000
1 1 1111 1 111 1
1
0111 0000 0010 1000 1010 1101 1001 1011
2. 8086/8088内部结构
8086CPU结构框图及分析
内
指令执行单元EU
部
总线接口单元BIU
结
8088CPU的指令流水线
构
8086CPU内部寄存器
通用寄存器 段寄存器 标志寄存器 指令指针寄存器
2.1 8086CPU工作方式
微处 理器
存
00000H
储
器
代码段
存储
数据段
器接 口电
堆栈段
路
附加段
用寄存器的隐 含用法如左表 所示。
2.4 寄存器－标志寄存器FR
15
状态 标志位
控制位
87
01000100
被加数8位 加数8位
和8位
被加数 运运 算算
器器
加数
和
进位
标PS志W 标寄志存寄存器器
▲字长是衡量CPU工作性能的一个重要参数。
不同类型的CPU有不同的字长。
如: Intel 4004
4位
8080
8位
8088/ 8086/80286
16 位
80386/80486、Pentium 32 位