2.1微处理器及其管理
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)。
RET
DELAY ENDP
主程序中调用语句：
CALL DELAY
Intel CPU的两大功能模块
执行单元: 负责分析、执行指
令。 没有直接对外的 接口，所执行的指令从 总线接口单元的指令队 列中获取。
wk.baidu.com
Intel CPU的两大功能模块
总线接口单元：管 理CPU与系统总线 的接口，负责取指 令、取操作数和写 结果，即CPU与外 部单元进行交互操 作。
指令寄存器
8086:
16根数据总线（data bus）DB15、DB14...DB1、DB0 一个word16位，可以一次传输
20根地址总线（address bus）AB19、AB18…AB1、AB0 寻址空间多大（可以访问的外部存储器的最大容量） 220=210*210=1K*1K=1M
微处理器概述
2.1.2微处理器的组成
CPU引脚与功能介绍
(1)GND , VCC 电源5V. (2)AD15~AD0,地址与数据线 复用总线引脚,双向. (3)A19~A16高4位地址总线. (4)BHE高位数据允许引脚,输出。 (5)NMI非屏蔽中断,输入 (6)INTR可屏蔽中断,输出。 (7)/R/D读信号,三态,输出。 (8) CLK, 时钟信号,输入. (9)RESET,复位信号，输入. (10)READY, 准备好信号,输入.
1．SOCKET 7
SOCKET 7接口最早应用在PENTIUM MMX系列CPU上，这种类型的CPU共有321个插针，CPU工作 电压为2.5V~3.5V。SOCKET 7是方形多针脚ZIF（零插拔力）插座，插座上有一根拉杆，在安装和 更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU芯片。
控制单元：协调和控制出现在中央处理器单元中 的所有操作，还与输入/输出设备进行通信。
运算器：算术/逻辑单元（ALU），计算机的“计 算器”，完成两种类型的操作。
算术操作：加、减、乘、除。 逻辑操作：比较操作。
寄存器：CPU内部存储运算数据和系统信息，相似 于内存的单元，其速度更快以及使用方式不同。
AB
DB
（2）算术运算类指令 加 ADD ，INC 减SUB， DEC，NEG，CMP 乘MUL 除DIV BCD码运算调整 DAA
（3）逻辑运算和移位操作指令
逻辑“与” 真 假
真
与and
或or 假
真假 假假
非not 逻辑“或” 真 假
逻辑 真 假
“非”
结果 假 真
真
真真
假
真假
（4）字符串操作指令 （5）程序控制转移类指令 指令的执行依靠代码寄存器CS和指令寄存器IP共
令 系 统 的 指 令 少 则 指令的类型
几十条，多则几百
条 。 因 此 ， 不 同 类 （1）数据传送类指令
型 的 计 算 机 ， 其 硬 （2）算术运算类指令
件 相 统
的 应 的
功 地 差
能差 ，其 别也
异很大， 指令系 很大。
（3）逻辑运算和 移位操作指令
但 无 论 其 规 模 是 大 （4）字符串操作指令
是 小 ， 一 般 都 包 含 （5）程序控制转移类指
有如下的一些基本 令
功能类型的指令。 （6）处理器控制类指令
（1）数据传送类指令
通用数据传送 MOV
输入输出传送 IN， OUT
目的
例MOV CL,10
源
MOV CL,10H
OUT 20H,AL——计算机执行该指令时三种 总线具体的工作是什么？思考题！！！ （AL内8位数据送到外部某个相应的地方） CB：控制输出数据，“写” 有效 DB：8位数据输出 AB：产生相应的地址在C地B址总线上输出
运算器
ALU
状
态
累加器
寄
存
器
数据缓冲器
控制器
…
操作控制器 时序产生器
时钟 状态
指令译码
程
序
计
指令寄存器
数 器
…
…
寄存器组
PC
CPU 内部总线
CPU主要组成部分逻辑框图
寄存器
1．对用户透明寄存器
这类寄存器对用户来说是不可访问的。它是 在操作系统的作用下，在CPU中起着控制计算机 操作的作用。对用户透明寄存器至少包括程序计 数器（PC）、指令寄存器（IR）等。
从第一颗8086诞生到386问 世，CPU都是被直接焊接在主板 上，用户要升级电脑就必须同时 更换主板与CPU。 到了386末期,部分CPU被压固在 主板上，借助工具可以插拔。 伴随着微处理器的发展，CPU的 接口方式也不断变化，大致有引 脚式、卡式、触点式、针脚式等。
2.1.6 CPU接口类型:了解.
同决定，控制转移指令可以对此进行修改从而控 制程序的转移。 无条件转移 简单条件转移 无符号／有符号数据处理结果转移 循环过程／调用子程序／中断过程转移
（6）处理器控制类指令 控制CPU状态，暂停、等待、空操作
2.1.6 CPU接口类型:了解.
在计算机中，主板是各个硬 件设备的容器，CPU 要进行工 作也需要通过某个接口与主板连 接。
2．SLOT 1
SLOT 1接口的出现取代了SOCKET 7，它是英特尔公司为PENTIUM II系列CPU设计的插槽，其将 PENTIUM II CPU及其相关控制电路、二级缓存都封装在一块子卡上，多数SLOT 1主板使用 100MHZ外频。SLOT 1的技术结构比较先进，能提供更大的内部传输带宽和CPU性能。
3．SLOT A 4. SOCKET370 5. SOCKETA 6. SOCKET423 7. SOCKET478 8. SOCKET754 9. SOCKET 940/939 10.LGA 775 11.LGA 1156
编程示例：延时子程序
DELAY PROC
D0: MOV CX,0010H D1: MOV AX,0F00H D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1
勤奋让一切变得简单，懒惰让一切成为困难！
计算机硬件技术基础
注意：上课时将手机关机！
第二章 微处理器
2.1微处理器基本知识 2.2CPU技术
流水线技术 动态执行技术 精简指令集 Pentium多媒体和超线程技术
2.3典型微处理器 2.4性能测试
微处理器发展历程
目前，已经从X86架构到Itanium安腾架构。
2．可编程寄存器
通用寄存器:存放数据，也可存放数据的地址 。 地址寄存器：存放地址，也称为地址指针寄存器。
（访问外部存储器数据的地址） 标志寄存器：保存程序的运行状态，也称PSW寄
存器。（program status word, flags）
2.1.3微处理器的内部结构
Intel CPU 的两 大功 能模 块
执行阶段
指令周期示意图
指令：机器指令（其他语言需要转换为该指 令才可以执行）
助记符（汇编语言）--与机器指令相对应。
MOV CL, 10
MOV AH, AL
ADD CL, 5
操作码与操作数
计算机指令中最主要的元素是操作码 （Operation Code），它指明将要完成 的操作的性质。
一台计算机指
2.1.4 工作 模式
P29-30
CB AB DB
2.1.5 指令系统/指令集（Instruction Set）
指令就是指控制计算机执行某种操作 的命令，也称为机器指令。我们将一台 计算机中所有机器指令的集合，称为这 台计算机的指令系统。指令系统的设计 是计算机系统设计中的一个核心问题。
开始
取指阶段
DELAY ENDP
主程序中调用语句：
CALL DELAY
Intel CPU的两大功能模块
执行单元: 负责分析、执行指
令。 没有直接对外的 接口，所执行的指令从 总线接口单元的指令队 列中获取。
wk.baidu.com
Intel CPU的两大功能模块
总线接口单元：管 理CPU与系统总线 的接口，负责取指 令、取操作数和写 结果，即CPU与外 部单元进行交互操 作。
指令寄存器
8086:
16根数据总线（data bus）DB15、DB14...DB1、DB0 一个word16位，可以一次传输
20根地址总线（address bus）AB19、AB18…AB1、AB0 寻址空间多大（可以访问的外部存储器的最大容量） 220=210*210=1K*1K=1M
微处理器概述
2.1.2微处理器的组成
CPU引脚与功能介绍
(1)GND , VCC 电源5V. (2)AD15~AD0,地址与数据线 复用总线引脚,双向. (3)A19~A16高4位地址总线. (4)BHE高位数据允许引脚,输出。 (5)NMI非屏蔽中断,输入 (6)INTR可屏蔽中断,输出。 (7)/R/D读信号,三态,输出。 (8) CLK, 时钟信号,输入. (9)RESET,复位信号，输入. (10)READY, 准备好信号,输入.
1．SOCKET 7
SOCKET 7接口最早应用在PENTIUM MMX系列CPU上，这种类型的CPU共有321个插针，CPU工作 电压为2.5V~3.5V。SOCKET 7是方形多针脚ZIF（零插拔力）插座，插座上有一根拉杆，在安装和 更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU芯片。
控制单元：协调和控制出现在中央处理器单元中 的所有操作，还与输入/输出设备进行通信。
运算器：算术/逻辑单元（ALU），计算机的“计 算器”，完成两种类型的操作。
算术操作：加、减、乘、除。 逻辑操作：比较操作。
寄存器：CPU内部存储运算数据和系统信息，相似 于内存的单元，其速度更快以及使用方式不同。
AB
DB
（2）算术运算类指令 加 ADD ，INC 减SUB， DEC，NEG，CMP 乘MUL 除DIV BCD码运算调整 DAA
（3）逻辑运算和移位操作指令
逻辑“与” 真 假
真
与and
或or 假
真假 假假
非not 逻辑“或” 真 假
逻辑 真 假
“非”
结果 假 真
真
真真
假
真假
（4）字符串操作指令 （5）程序控制转移类指令 指令的执行依靠代码寄存器CS和指令寄存器IP共
令 系 统 的 指 令 少 则 指令的类型
几十条，多则几百
条 。 因 此 ， 不 同 类 （1）数据传送类指令
型 的 计 算 机 ， 其 硬 （2）算术运算类指令
件 相 统
的 应 的
功 地 差
能差 ，其 别也
异很大， 指令系 很大。
（3）逻辑运算和 移位操作指令
但 无 论 其 规 模 是 大 （4）字符串操作指令
是 小 ， 一 般 都 包 含 （5）程序控制转移类指
有如下的一些基本 令
功能类型的指令。 （6）处理器控制类指令
（1）数据传送类指令
通用数据传送 MOV
输入输出传送 IN， OUT
目的
例MOV CL,10
源
MOV CL,10H
OUT 20H,AL——计算机执行该指令时三种 总线具体的工作是什么？思考题！！！ （AL内8位数据送到外部某个相应的地方） CB：控制输出数据，“写” 有效 DB：8位数据输出 AB：产生相应的地址在C地B址总线上输出
运算器
ALU
状
态
累加器
寄
存
器
数据缓冲器
控制器
…
操作控制器 时序产生器
时钟 状态
指令译码
程
序
计
指令寄存器
数 器
…
…
寄存器组
PC
CPU 内部总线
CPU主要组成部分逻辑框图
寄存器
1．对用户透明寄存器
这类寄存器对用户来说是不可访问的。它是 在操作系统的作用下，在CPU中起着控制计算机 操作的作用。对用户透明寄存器至少包括程序计 数器（PC）、指令寄存器（IR）等。
从第一颗8086诞生到386问 世，CPU都是被直接焊接在主板 上，用户要升级电脑就必须同时 更换主板与CPU。 到了386末期,部分CPU被压固在 主板上，借助工具可以插拔。 伴随着微处理器的发展，CPU的 接口方式也不断变化，大致有引 脚式、卡式、触点式、针脚式等。
2.1.6 CPU接口类型:了解.
同决定，控制转移指令可以对此进行修改从而控 制程序的转移。 无条件转移 简单条件转移 无符号／有符号数据处理结果转移 循环过程／调用子程序／中断过程转移
（6）处理器控制类指令 控制CPU状态，暂停、等待、空操作
2.1.6 CPU接口类型:了解.
在计算机中，主板是各个硬 件设备的容器，CPU 要进行工 作也需要通过某个接口与主板连 接。
2．SLOT 1
SLOT 1接口的出现取代了SOCKET 7，它是英特尔公司为PENTIUM II系列CPU设计的插槽，其将 PENTIUM II CPU及其相关控制电路、二级缓存都封装在一块子卡上，多数SLOT 1主板使用 100MHZ外频。SLOT 1的技术结构比较先进，能提供更大的内部传输带宽和CPU性能。
3．SLOT A 4. SOCKET370 5. SOCKETA 6. SOCKET423 7. SOCKET478 8. SOCKET754 9. SOCKET 940/939 10.LGA 775 11.LGA 1156
编程示例：延时子程序
DELAY PROC
D0: MOV CX,0010H D1: MOV AX,0F00H D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1
勤奋让一切变得简单，懒惰让一切成为困难！
计算机硬件技术基础
注意：上课时将手机关机！
第二章 微处理器
2.1微处理器基本知识 2.2CPU技术
流水线技术 动态执行技术 精简指令集 Pentium多媒体和超线程技术
2.3典型微处理器 2.4性能测试
微处理器发展历程
目前，已经从X86架构到Itanium安腾架构。
2．可编程寄存器
通用寄存器:存放数据，也可存放数据的地址 。 地址寄存器：存放地址，也称为地址指针寄存器。
（访问外部存储器数据的地址） 标志寄存器：保存程序的运行状态，也称PSW寄
存器。（program status word, flags）
2.1.3微处理器的内部结构
Intel CPU 的两 大功 能模 块
执行阶段
指令周期示意图
指令：机器指令（其他语言需要转换为该指 令才可以执行）
助记符（汇编语言）--与机器指令相对应。
MOV CL, 10
MOV AH, AL
ADD CL, 5
操作码与操作数
计算机指令中最主要的元素是操作码 （Operation Code），它指明将要完成 的操作的性质。
一台计算机指
2.1.4 工作 模式
P29-30
CB AB DB
2.1.5 指令系统/指令集（Instruction Set）
指令就是指控制计算机执行某种操作 的命令，也称为机器指令。我们将一台 计算机中所有机器指令的集合，称为这 台计算机的指令系统。指令系统的设计 是计算机系统设计中的一个核心问题。
开始
取指阶段