第2章典型处理器及体系结构
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中断允许标志IF(Interrupt-enable Flag)：
IF=1，允许CPU响应外部的可屏蔽中断请 求；IF=0则禁止响应。IF对外部非屏蔽中 断及内部中断不起作用。
第2章典型处理器及体系结构
方向标志DF(Direction Flag)：
在串操作指令中，DF=0时，变址指针自 动增量，DF=1时，则自动减量。
第2章典型处理器及体系结构
FLAG(标志寄存器)为16bit，其中9位有定义
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
标志寄存器格式
a. 6个状态标志位，即CF、PF、AF、ZF、SF和
OF。
进位标志CF(Carry Flag)：
B、指令指针寄存器IP 在程序运行时，由CS指定段地址， IP指定在段内的偏移量。
C、20位的地址加法器 用于形成20位访问的地址。
第2章典型处理器源自文库体系结构
D、算术逻辑单元ALU 用于完成数据的算术运算和逻辑运算等。
E、EU控制器 主要是对指令操作码进行译码， 产生各种微操作控制信号。
第2章典型处理器及体系结构
2>总线接口部件BIU
①功能：负责CPU与存储器，I/O接口之间 的数据传送。具体说就是从内存单元或 外设端口中取数据，传给执行部件或者 把执行部件的操作结果传送到指定的内 存单元或外设端口。
A、4个16位通用寄存器 AX—累加器 乘除法作为隐含的乘数或除数，
I/O操作（AL） BX—基址寄存器 访问内存时存放地址 CX—计数寄存器 关于循环操作中用于计数 DX—数据寄存器 和AX进行综合操作，AX放
低16位，DX放高16位表示I/O端口号.
第2章典型处理器及体系结构
B、4个16位专用寄存器 BP：基址指针寄存器—
本节内容
8086/8处理器的内部结构 8086微处理器的引脚 存储器结构与I/O组织 总线时序
第2章典型处理器及体系结构
学习目的
重点掌握8086处理器内部结构。 掌握 8086系统的构成和工作原理 理解存储器的结构。 了解总线操作及堆栈的工作原理。
第2章典型处理器及体系结构
2.1 8086微处理器的内部结构
第2章典型处理器及体系结构
1. 总体功能结构
通用 AH AL AX
寄存 器
BH CH DH
BL CL DL
BX CX DX
SP
BP
SI
DI
16位
地址
加法 ∑
20位
器
16位 CS
DS
SS
输入/输出
ES
控制电路
IP
外
内部暂存器
部
总
线
ALU
执行部分 控制电路
12 3 4 5 6 8位
指令队列缓冲器
标志寄存器
② 6400H+7A3CH
CF=0 PF=1 AF=0 ZF=0 SF=1 OF=1
第2章典型处理器及体系结构
b. 3个控制标志位
追踪标志TF(Trace Flag)：
TF=1，处理器进入单步方式，以便调试， CPU每执行一条指令自动产生一个内部中 断以利于检查指令的执行情况；TF=0为连 续工作方式。
总线接口部件 （BIU)
执行部件 （EU) 第2章80典86型C处PU理的器结及构体框系图结构
1>EU: 执行部件
①执行部件的功能：负责指令的执行。 ②执行部件的组成：
四个通用寄存器、四个专业寄存 器 、 一 个 16 位 的 标 志 寄 存器、算术逻辑单元、 EU控制器
第2章典型处理器及体系结构
在低半字节向高半字节有进位或借位时 AF=1；否则，AF=0。
零标志ZF(Zero Flag)：
当运算结果为0时ZF=1；否则，ZF=0。
符号标志SF(Sign Flag)：
SF等于最高位，对于带符号数，最高位为 符号位，SF=1运算结果为负，SF=0为正。
第2章典型处理器及体系结构
溢出标志OF(Overflow Flag)：
当结果的最高位(字节－D7，字－D15)产生 进位(加法运算)或借位(减法运算)时，CF=1； 否则，CF=0,移位和循环指令也影响CF。
第2章典型处理器及体系结构
奇偶标志位PF(Parity Flag)：
若结果中的低8位含有“1” 的个数为偶 数，则PF=1；否则，PF=0。
辅助进位标志AF(Auxitiary Carry Flag)：
带符号数运算结果超出其表达范围时（字节数： -128 ～ +127 ， 字 类 型 数 ： -32768 ～ +32767 ） ， OF=1；否则， OF=0。
用表达式给出
O溢 F出 CC 175 C C17 5614
(字节运算) (字运算)
例：① 2345H+3219H
CF=0 PF=0 AF=0 ZF=0 SF=0 OF=0
8086微处理器字长16位，HMOS 工艺制造，芯片集成2.9万晶体管， +5V电源，40条引脚双列直插封装， 20根地址线，可寻址地址空间1MB， 时 钟频率 5MHz~10MHz， 基本 指令 执行时间0.3ms~0.6ms。
第2章典型处理器及体系结构
一、8086微处理器的内部结构结构
8086从功能结构来讲，分为两大 部 分 ， 即 总 线 接 口 部 件 BIU(Bus Interface Unit ) 和 执 行 部 件 EU(Execution Unit)。
第2章典型处理器及体系结构
②组成： A、4个段地址寄存器 一般分为：CS，DS，ES，SS寄存器 CS（代码段寄存器）--
用来存放指令代码。 DS（数据段寄存器）--
数据段中存放程序的有关数据。 ES（附加段寄存器）--
存放运算结果或辅助数据。 SS（堆栈段寄存器）--
用于存放按后进先出顺序存取的信息。 第2章典型处理器及体系结构
存放堆栈中某一存储单元的偏移量 SI：源变址寄存器—
存放数据段中源操作数所在存储单 元相对段首址的偏移量 DI：目的变址寄存器— 存放数据段中某目的操作数所在 存储单元的偏移量 SP：堆栈指针寄存器— 存放堆栈段中栈顶单元的偏移量。
第2章典型处理器及体系结构
C、1个16位的标志寄存器 D0：CF 进位标志 D2：PF 奇偶标志 D4：AF 辅助进位标志 D6：ZF 零标志 D7：SF 符号标志 D8：TF 跟踪标志 D9：IF 中断标志 D10：DF 方向标志 D11：OF 溢出标志
IF=1，允许CPU响应外部的可屏蔽中断请 求；IF=0则禁止响应。IF对外部非屏蔽中 断及内部中断不起作用。
第2章典型处理器及体系结构
方向标志DF(Direction Flag)：
在串操作指令中，DF=0时，变址指针自 动增量，DF=1时，则自动减量。
第2章典型处理器及体系结构
FLAG(标志寄存器)为16bit，其中9位有定义
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
标志寄存器格式
a. 6个状态标志位，即CF、PF、AF、ZF、SF和
OF。
进位标志CF(Carry Flag)：
B、指令指针寄存器IP 在程序运行时，由CS指定段地址， IP指定在段内的偏移量。
C、20位的地址加法器 用于形成20位访问的地址。
第2章典型处理器源自文库体系结构
D、算术逻辑单元ALU 用于完成数据的算术运算和逻辑运算等。
E、EU控制器 主要是对指令操作码进行译码， 产生各种微操作控制信号。
第2章典型处理器及体系结构
2>总线接口部件BIU
①功能：负责CPU与存储器，I/O接口之间 的数据传送。具体说就是从内存单元或 外设端口中取数据，传给执行部件或者 把执行部件的操作结果传送到指定的内 存单元或外设端口。
A、4个16位通用寄存器 AX—累加器 乘除法作为隐含的乘数或除数，
I/O操作（AL） BX—基址寄存器 访问内存时存放地址 CX—计数寄存器 关于循环操作中用于计数 DX—数据寄存器 和AX进行综合操作，AX放
低16位，DX放高16位表示I/O端口号.
第2章典型处理器及体系结构
B、4个16位专用寄存器 BP：基址指针寄存器—
本节内容
8086/8处理器的内部结构 8086微处理器的引脚 存储器结构与I/O组织 总线时序
第2章典型处理器及体系结构
学习目的
重点掌握8086处理器内部结构。 掌握 8086系统的构成和工作原理 理解存储器的结构。 了解总线操作及堆栈的工作原理。
第2章典型处理器及体系结构
2.1 8086微处理器的内部结构
第2章典型处理器及体系结构
1. 总体功能结构
通用 AH AL AX
寄存 器
BH CH DH
BL CL DL
BX CX DX
SP
BP
SI
DI
16位
地址
加法 ∑
20位
器
16位 CS
DS
SS
输入/输出
ES
控制电路
IP
外
内部暂存器
部
总
线
ALU
执行部分 控制电路
12 3 4 5 6 8位
指令队列缓冲器
标志寄存器
② 6400H+7A3CH
CF=0 PF=1 AF=0 ZF=0 SF=1 OF=1
第2章典型处理器及体系结构
b. 3个控制标志位
追踪标志TF(Trace Flag)：
TF=1，处理器进入单步方式，以便调试， CPU每执行一条指令自动产生一个内部中 断以利于检查指令的执行情况；TF=0为连 续工作方式。
总线接口部件 （BIU)
执行部件 （EU) 第2章80典86型C处PU理的器结及构体框系图结构
1>EU: 执行部件
①执行部件的功能：负责指令的执行。 ②执行部件的组成：
四个通用寄存器、四个专业寄存 器 、 一 个 16 位 的 标 志 寄 存器、算术逻辑单元、 EU控制器
第2章典型处理器及体系结构
在低半字节向高半字节有进位或借位时 AF=1；否则，AF=0。
零标志ZF(Zero Flag)：
当运算结果为0时ZF=1；否则，ZF=0。
符号标志SF(Sign Flag)：
SF等于最高位，对于带符号数，最高位为 符号位，SF=1运算结果为负，SF=0为正。
第2章典型处理器及体系结构
溢出标志OF(Overflow Flag)：
当结果的最高位(字节－D7，字－D15)产生 进位(加法运算)或借位(减法运算)时，CF=1； 否则，CF=0,移位和循环指令也影响CF。
第2章典型处理器及体系结构
奇偶标志位PF(Parity Flag)：
若结果中的低8位含有“1” 的个数为偶 数，则PF=1；否则，PF=0。
辅助进位标志AF(Auxitiary Carry Flag)：
带符号数运算结果超出其表达范围时（字节数： -128 ～ +127 ， 字 类 型 数 ： -32768 ～ +32767 ） ， OF=1；否则， OF=0。
用表达式给出
O溢 F出 CC 175 C C17 5614
(字节运算) (字运算)
例：① 2345H+3219H
CF=0 PF=0 AF=0 ZF=0 SF=0 OF=0
8086微处理器字长16位，HMOS 工艺制造，芯片集成2.9万晶体管， +5V电源，40条引脚双列直插封装， 20根地址线，可寻址地址空间1MB， 时 钟频率 5MHz~10MHz， 基本 指令 执行时间0.3ms~0.6ms。
第2章典型处理器及体系结构
一、8086微处理器的内部结构结构
8086从功能结构来讲，分为两大 部 分 ， 即 总 线 接 口 部 件 BIU(Bus Interface Unit ) 和 执 行 部 件 EU(Execution Unit)。
第2章典型处理器及体系结构
②组成： A、4个段地址寄存器 一般分为：CS，DS，ES，SS寄存器 CS（代码段寄存器）--
用来存放指令代码。 DS（数据段寄存器）--
数据段中存放程序的有关数据。 ES（附加段寄存器）--
存放运算结果或辅助数据。 SS（堆栈段寄存器）--
用于存放按后进先出顺序存取的信息。 第2章典型处理器及体系结构
存放堆栈中某一存储单元的偏移量 SI：源变址寄存器—
存放数据段中源操作数所在存储单 元相对段首址的偏移量 DI：目的变址寄存器— 存放数据段中某目的操作数所在 存储单元的偏移量 SP：堆栈指针寄存器— 存放堆栈段中栈顶单元的偏移量。
第2章典型处理器及体系结构
C、1个16位的标志寄存器 D0：CF 进位标志 D2：PF 奇偶标志 D4：AF 辅助进位标志 D6：ZF 零标志 D7：SF 符号标志 D8：TF 跟踪标志 D9：IF 中断标志 D10：DF 方向标志 D11：OF 溢出标志