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微型计算机原理及其应用——第二章：8086/8088微处理器 合肥工业大学计算机与信息学院 第二章：8086/8088微处理器 微处理器的结构 微处理器的内部寄存器 微处理器的引脚功能 微处理器的存储器组织 最大模式和最小模式 微处理器的时序 第二章：8086/8088微处理器 微处理器的结构 微处理器的内部寄存器 微处理器的引脚功能 微处理器的存储器组织 最大模式和最小模式 微处理器的时序 8086/8088微处理器——微处理器的结构 8086/8088微处理器 8086/8088微处理器是Intel公司推出的第三代CPU芯片，它们的内部结构基本相同，都采用16位结构进行操作及存储器寻址，但外部性能有所差异，两种处理器都封装在相同的40脚双列直插组件中。 8086/8088微处理器——微处理器的结构 8086/8088微处理器的编程结构 编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU（Execution Unit）。 8086/8088微处理器——微处理器的结构 8086/8088微处理器的组成 总线接口部件（BIU） 组成：①段寄存器(DS、CS、ES、SS)； ②16位指令指针寄存器IP(指向下一条要取出的指令代码)； ③20位地址加法器(用来产生20位地址)； ④6字节(8088为4字节)指令队列缓冲器； ⑤总线控制逻辑。 功能：负责从内存中取指令，送入指令队列，实现CPU与存储器和I/O接口之间的数据传送。 执行部件（EU） 组成：①ALU(算术逻辑单元)； ②通用寄存器(AX、BX、CX、DX)； ③专用寄存器(BP、SP、SI、DI)； ④标志寄存器(PSW)； ⑤EU控制系统。 功能：负责分析指令和执行指令。 8086/8088微处理器——微处理器的结构 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的指令队列中有两个空字节，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。 8086/8088微处理器——微处理器的结构 BIU和EU的动作协调原则 将8086/8088 CPU分成二个独立的功能部件使二者能够并行工作，把取指令工作和分析指令、执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效力，加快指令的执行速度。指令队列可以被看成是一个特殊的RAM，它的工作原理是先进先出，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。EU和BIU之间就是通过指令队列联系起来，多数情况下，BIU在不停地向队列写入指令，而EU每执行完一条指令后，就向队列读取下一条指令。二者的动作既独立，又协调。 第二章：8086/8088微处理器 微处理器的结构 微处理器的内部寄存器 微处理器的引脚功能 微处理器的存储器组织 最大模式和最小模式 微处理器的时序 8086/8088微处理器——微处理器的内部寄存器 8086/8088内部的寄存器可以分为通用寄存器和专用寄存器两大类，专用寄存器包括指针寄存器、变址寄存器等。 一. 通用寄存器 8086/8088有4个16位的通用寄存器（AX、BX、CX、DX），可以存放16位的操作数，也可分为8个8位的寄存器（AL、AH；BL、BH；CL、CH；DL、DH）来使用。其中AX称为累加器，BX称为基址寄存器，CX称为计数寄存器，DX称为数据寄存器，这些寄存器在具体使用上有一定的差别。 8086/8088微处理器——微处理器的内部寄存器 二. 指针寄存器 系统中