第二章8086268088微处理器结构及其系统PPT课件

8086CPU结构
20位
AH AL
地址
通 BH BL 用 CH CL
寄 DH DL
Biblioteka Baidu
存
SP
器
BP
DI
加法器
16位
CS
DS
SS 16位 ES
I/O
16位
BIU:Bus IIPnterfa控ce制 Unit
SI
EU:Execution
U1n6位it））负责完成内C部P暂U存与器存储电器路 或外外总线
从 负 功 计算指责能运等令 完 ，算A等队 成 如L寄U存数列 微 数器据中 处 据处取 理 的理出 器 传功指输内执 控行 制能令、部单 电。并数的元 路部即结执据各设：果行的种8备取等位。间指所指1的令有令2 数，与队3列据读 外4缓传操 部冲5 器6输作 的和数 操控， 作制送
流水线操 作 8086
取指令1 取指令1
执行指令1 取指令2 执行指令2 执行指令1 取指令2 执行指令2
取指令3 执行指令3
t
t0
t1
t2
t3
t4
在t0～t4时间间隔中，8085执行了2条指令。 在t0～t4时间间隔中，理想情况下 ，8086可执行3条指令。
8086CPU结构
AH AL
通 BH BL 用 CH CL
12 3 4 56 8位 指令队列缓冲器
算术逻辑单
元 执行部件EU
总线接口部件BIU
16位
外 总 线
BIU和执行部件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的指令队列中有两个空字节，或8088的 指令队列中有一个空字节时，BIU就会自动把指令 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。
2.1.2 8086的内部寄存器
15 8 7 0
AX AH
AL 累加器
BX BH
BL 基址寄存器
CX CH
CL 计数寄存器
DX DH DL 数据寄存器
SP
堆栈指针
BP
基址指针
SI
源变址寄存器
DI
目的变址寄存器
数据寄存器
地址指针和 变址寄存器
IP FLAGS
指令指针 标志寄存器
控制寄存器
CS
代码段寄存器
DS
数据段寄存器
段寄存器
SS
堆栈段寄存器
ES
附加段寄存器
通用寄存器组
GND AD14/A14 AD13/A13 AD12/A12 AD11/A11 AD10/A10 AD9/A9 AD8/A8
AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND
62
43
81
43
92
33
0
23
25
24
23
22
RD
21
8086/8088
TEST READY RESET
VCC（5V） AD15/A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 BHE/S7 HICH（SSO） MN/MX RD HOLD（RQ/GT0） HLDA（RQ/GT1） WR（LOCK） M/IO（S2） DT/R（S1） DEN（S0） ALE（QS0） INTA（QS1） TEST READY RESET
8088微处理器：对外的数据线只有8位，目的 是为了方便地与8位I/O接口芯片相兼容。
8086与8088微处理器的异同：
➢ 共同点：两者内部结构基本相同，对外地址总 线宽度相同（即可访问的存储单元数量相同）。
➢ 不同点：8086和存储器间进行数据传送的数据 总线宽度是16位，而8088则是8位。
2.1.1 8086/8088CPU的内部结构
标志
执行部件EU
总线接口部件BIU
8086CPU结构
20位
通
AH AL BH BL
一个加法器电路， 其作用是通过加法 计算来实现一个
地址 加法器
用 寄 存 器
CH CL段寄指2存令0器位指的针地寄址存编器码IP。 指S的（8t0指8令r8eD0令队8aH8的SBDm 代列6PPI的I码缓QDSI（冲QLuSe由“器Qu由4CDES流I（存所eSS个SSS6）水放在IQn个8————用线下 存s位(t8于I”附堆代一 储r数位寄nu暂技加栈码条 单c据s的存tt时术段段将 元段i段r寄器ou存）寄寄要 的寄n寄存电c放。存t存进 地存P存器路ioo将器器入 址器i器电构nn要It路成Se1执Qr组）6的）位行成指用，令于
CS
DS SS ES IP
16位
I/O 控制
ISQ的S运I 行规则：先进先出 FIFO —— First In and First Ou1t6位）
内部暂存器
电路
运算寄存器 ALU
执行单元 控制电路
12 3 4 56 8位 指令队列缓冲器
16位
外 总 线
标志
执行部件EU
总线接口部件BIU
流水线技术
非流水线 操作 8085
第二章 8086/8088微处理器及其系统
本章主要内容 ➢ 8086/8088微处理器的内部结构 ➢ 8086/8088在不同工作模式下的引脚功能 ➢ 8086/8088总线操作时序
2.1 8086/8088微处理器
8086微处理器的一般性能特点： 16位的内部结构，16位双向数据信号线； 20位地址信号线，可寻址1M字节存储单元； 较强的指令系统； 中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断， 中断源可达256个； 单一的＋5V电源，单相时钟5MHz。
寄 DH DL
存
SP
器
BP
DI
SI
通用寄存器（16位）地址 AX、BX、CX及DX加法器
20位 16位
CS
DS
专用寄存器（16位） 16位
SS ES
SP: 堆栈指针
IP
BP: 基地址指针 DI :目标1地6位址寄存器
内部暂存器
SI : 源地址寄存器
I/O 控制 电路
运算寄存器 ALU 标志
执行单元 控制电路