8086系统结构(课件PPT)
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微机原理课件第二章 8086系统结构
但指令周期不一定都大于总线周期，如MOV AX，BX
操作都在CPU内部的寄存器，只要内部总线即可完成，不 需要通过系统总线访问存储器和I/O接口。
2021/8/17
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• 8086CPU的典型总线时序，充分体现了总 线是严格地按分时复用的原则进行工作的。 即：在一个总线周期内，首先利用总线传 送地址信息，然后再利用同一总线传送数 据信息。这样减少了CPU芯片的引脚和外 部总线的数目。
• 执行部件（EU）
• 功能：负责译码和执行指令。
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• 联系BIU和EU的纽带为流水指令队列
• 队列是一种数据结构，工作方式为先进先出。写入的指令 只能存放在队列尾，读出的指令是队列头存放的指令。
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•BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所 要求的任务： ①每当8086的指令队列中有空字节，BIU就会自动把下 一条指令取到指令队列中。 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，然后译码、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，完成访问内存或者I／O端口的操 作； 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。（BIU等待，总线空操作） ④开机或重启时，指令队列被清空；或在执行转移指令、 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。 （EU等待）
•CF（Carry Flag）—进位标志位，做加法时最高位出现进位或 做减法时最高位出现借位，该位置1，反之为0。
8086-8088CPU系统结构
♣ CS：代码段寄存器 ♣ DS：数据段寄存器 ♣ ES：附加数据段寄存器 ♣ SS：堆栈段寄存器
1.2 8086/8088寄存器结构及用途
1.1.3 指针寄存器和变址寄存器
▲指针寄存器：
♣ SP：堆栈指针寄存器 ♣ BP：基址指针寄存器
▲变址寄存器：
♣ SI：源变址寄存器 ♣ DI：目的变址寄存器
汇编语言程序设计
8086/8088CPU系统结构
• 1.1 Intel8086/8088微处理器的结构 • 1.2 8086/8088寄存器结构及其用途 • 1.3 8086的存储器组织
• 1.4 堆栈
1.1 Intel8086/8088微处理器的结构
• 1.1.1 8086微处理器的结构
8086微处理器由两大部分组成： ♣ 执行部件EU ♣ 总线接口部件BIU 其内部结构如图（P20 图1.1）
1.3 8086的存储器组织
• 1.3.2 存储器的分段结构
◆8086CPU的寻址能力为：220=1MB； ◆8086CPU的内部寄存器为16位，直接 寻址：216=64KB； ◆在8086系统中引入逻辑段的概念：把 的地址空间划分为任意个逻辑段，长度 为64KB。
1.3 8086的存储器组织
• 1.3.3 物理地址和逻辑地址
▲是CPU与外部存储器、I/O设备的接口；
▲BIU由以下几部分组成： ♣16位指令指针寄存器IP； ♣指令队列； ♣4个16位段寄存器CS、DS、ES、
SS； ♣20位地址加法器； ♣总线控制部件。
1.1.1 8086微处理器的结构
• 3. BIU和EU的管理
▲二者处于并行的工作状态和重叠的工 作方式； ▲相互配合，协调工作； ▲充分利用总线实现最大限度的信息传 输，提高了程序的执行速度。
1.2 8086/8088寄存器结构及用途
1.1.3 指针寄存器和变址寄存器
▲指针寄存器：
♣ SP：堆栈指针寄存器 ♣ BP：基址指针寄存器
▲变址寄存器：
♣ SI：源变址寄存器 ♣ DI：目的变址寄存器
汇编语言程序设计
8086/8088CPU系统结构
• 1.1 Intel8086/8088微处理器的结构 • 1.2 8086/8088寄存器结构及其用途 • 1.3 8086的存储器组织
• 1.4 堆栈
1.1 Intel8086/8088微处理器的结构
• 1.1.1 8086微处理器的结构
8086微处理器由两大部分组成： ♣ 执行部件EU ♣ 总线接口部件BIU 其内部结构如图（P20 图1.1）
1.3 8086的存储器组织
• 1.3.2 存储器的分段结构
◆8086CPU的寻址能力为：220=1MB； ◆8086CPU的内部寄存器为16位，直接 寻址：216=64KB； ◆在8086系统中引入逻辑段的概念：把 的地址空间划分为任意个逻辑段，长度 为64KB。
1.3 8086的存储器组织
• 1.3.3 物理地址和逻辑地址
▲是CPU与外部存储器、I/O设备的接口；
▲BIU由以下几部分组成： ♣16位指令指针寄存器IP； ♣指令队列； ♣4个16位段寄存器CS、DS、ES、
SS； ♣20位地址加法器； ♣总线控制部件。
1.1.1 8086微处理器的结构
• 3. BIU和EU的管理
▲二者处于并行的工作状态和重叠的工 作方式； ▲相互配合，协调工作； ▲充分利用总线实现最大限度的信息传 输，提高了程序的执行速度。
微机原理课件第二章8086系统结构
程序转移指令
介绍8086处理器的程序转移指令，包括无条 件跳转和条件跳转等操作。
8086中断处理
硬件中断
解释硬件中断的工作原理和处 理过程，以及8086处理器与外 部设备之间的中断信号传递。
软件中断
了解软件中断的使用方法和处 理过程，以及如何在程序中触 发软件中断。
异常中断
探索异常中断的发生原因和处 理机制，以及在运行过程中如 何处理异常中断。
3
总线周期和总线控制信号
介绍8086系统的总线周期和各种总线控制信号的含义和作用。
8086寄存器结构
1 通用寄存器
2 段寄存器
了解8086处理器的通用寄存器，包括数据 寄存器、指令寄存器和堆栈指针寄存器。
探索8086处理器的段寄存器，包括代码段 寄存器、数据段寄存器和堆栈段寄存器。
3 指令指针寄存器
4 标志寄存器
了解8086处理器的指令处理器的标志寄存器，包括各个 标志位的含义和影响。
8086系统工作模式
实模式
保护模式
虚拟8086模式
详细介绍8086处理器的实模式， 了解8086处理器的保护模式， 包括内存寻址方式和运行特点。 包括内存管理机制和特权级别。
8086系统结构
本课件介绍了8086微处理器的系统结构，包括处理器的基本特点、逻辑结构、 功能模块、与外部设备的接口与控制，以及与存储器的接口与控制。
8086系统总线结构
1
物理地址与逻辑地址转换
解释如何将物理地址转换为逻辑地址，并且了解逻辑地址和物理地址之间的关系。
2
地址线和数据线
探索8086系统的地址线和数据线的数量、作用和连接方式。
2 寄存器观察
探索如何使用单步执行技术来逐条执行和 调试程序。
介绍8086处理器的程序转移指令，包括无条 件跳转和条件跳转等操作。
8086中断处理
硬件中断
解释硬件中断的工作原理和处 理过程，以及8086处理器与外 部设备之间的中断信号传递。
软件中断
了解软件中断的使用方法和处 理过程，以及如何在程序中触 发软件中断。
异常中断
探索异常中断的发生原因和处 理机制，以及在运行过程中如 何处理异常中断。
3
总线周期和总线控制信号
介绍8086系统的总线周期和各种总线控制信号的含义和作用。
8086寄存器结构
1 通用寄存器
2 段寄存器
了解8086处理器的通用寄存器，包括数据 寄存器、指令寄存器和堆栈指针寄存器。
探索8086处理器的段寄存器，包括代码段 寄存器、数据段寄存器和堆栈段寄存器。
3 指令指针寄存器
4 标志寄存器
了解8086处理器的指令处理器的标志寄存器，包括各个 标志位的含义和影响。
8086系统工作模式
实模式
保护模式
虚拟8086模式
详细介绍8086处理器的实模式， 了解8086处理器的保护模式， 包括内存寻址方式和运行特点。 包括内存管理机制和特权级别。
8086系统结构
本课件介绍了8086微处理器的系统结构，包括处理器的基本特点、逻辑结构、 功能模块、与外部设备的接口与控制，以及与存储器的接口与控制。
8086系统总线结构
1
物理地址与逻辑地址转换
解释如何将物理地址转换为逻辑地址，并且了解逻辑地址和物理地址之间的关系。
2
地址线和数据线
探索8086系统的地址线和数据线的数量、作用和连接方式。
2 寄存器观察
探索如何使用单步执行技术来逐条执行和 调试程序。
微机原理 第2章_8086系统结构
8086 CPU的引脚及其功能
8086 CPU的两种工作模式
最小模式：用于单机系统，系统所需要的控 制信号由8086直接提供，MN/MX=1，CPU 工作于最小模式 最大模式：用于多处理机系统，系统所需的 控制信号由总线控制器8288提供， MN/MX=0，CPU工作于最大模式
8086 CPU在最小模式下的引脚定义 8088与8086的区别
通 用 寄 存 器
AX BX CX DX SP BP SI DI
8086 CPU结构框图
20位地址总线
Σ
数据 总线 16位
ALU数据总线 (16位) 暂存器
队列 总线 (8位)
CS DS SS ES IP 内部寄存器 指令队列
总线 控制 电路 8086 总线
ALU
标志寄存器
EU 控制器
1 3 4 5 6
PSW
存放状态标志、控制标志和系统标 志
PSW格式：
15 11 10
OF DF
9 IF
8
7
6
4 AF
2 PF
0 CF
TF SF ZF
状态标志
状态标志用来记录程序中运行结果的状态信息，它们根据有关指 令的运行结果由CPU自动设置，这些状态信息往往作为后续条件 转移指令的转移控制条件，包括6位： OF：溢出标志，在运算过程中，如操作数超出了机器数的表示范 围，称为溢出，OF=1，否则OF=0 SF：符号标志，记录结果的符号，结果为负SF=1，否则SF=0 ZF：零标志，运算结果为0，ZF=1，否则ZF=0 CF：进位标志，进行加法运算时从最高位产生进位，或减法运算 从最高位产生借位CF=1，否则CF=0 AF：辅助进位标志：本次运算结果，低4位向高4位产生进位或借 位，AF=1，否则AF=0 PF：奇偶标志，用来为机器中传送信息时可能产生的代码出错情 况提供检验条件，当结果操作数中低8位中1的个数为偶数时PF=1， 否则PF=0