【微机原理课件】系统总线.ppt

保留版权 (C)YuHaiChen Email:yhc@126.com BBS:Epson 敬请指正 本 章 重 点 掌握微型机的工作过程 掌握8088/8086的两种工作模式 掌握物理地址与逻辑地址之间的关系及段寄存器的概念 了解8088/8086的工作时序 了解总线技术 2.1 微型计算机基本结构 2.2 8088/8086微处理器 2.3 系统总线 2.4 新型CPU简介(自学) 习题 2.1 微型计算机基本结构 掌握： 微机系统的基本组成 微型机的工作原理 8088的存储器组织 一.微型计算机的概念结构 冯.诺依曼结构 1.使用二进制 2.存储程序和程序控制 3.由五部分组成： 微型计算机的系统结构框图 典型PC机的硬件框图 有关内存储器的几个概念 内存单元的地址和内容 内存容量 内存的操作 内存的分类 内存单元的地址和内容 内存单元的编号就称为内存单元的地址 内存容量 内存单元的个数，以字节为单位。 注意：内存空间与内存容量的区别 内存容量：某微机配置2条128MB的SDRAM内存条， 其内存容量为256MB 内存空间：又称为存储空间、寻址范围，是指微 机的寻址能力，与CPU的地址总线宽 度有关 内存储器的分类 读写存储器（RAM） 可读可写 易失性，临时存放程序和数据 只读存储器（ROM） 工作时只能读 非易失性，永久或半永久性存放信息 内存操作 读：将内存单元的内容读入CPU， 原单元内容不改变； 写：CPU将信息放入内存单元， 单元中原内容被覆盖； 刷新：重写存储单元，仅动态存储器 有此操作 主机硬件系统——输入/输出接口 I/O接口，是CPU与外部设备间的桥梁 接口的功能 提供驱动外设的电压或电流； 匹配计算机与外设之间的信号电平、速度、信号类型、数据格式等； 缓存发给外设的数据、控制命令和外设提供的运行状态信息； DMA控制和中断控制。 总线BUS 连接多个功能部件的一组公共信号线 地址总线AB：用来传送CPU输出的地址信号，确定被访问的存储单元、I/O端口。地址线的根数决定了CPU的寻址范围。 CPU的寻址范围 = 2n， n---地址线根数 数据总线DB：在CPU与存储器、I/O接口之间数据传送的公共通路。数据总线的条数决定CPU一次最多可以传送的数据宽度。 控制总线CB：用来传送各种控制信号 二.微型计算机的工作过程 计算机语言的发展过程 机器语言, 汇编语言, 高级语言 指令 指示计算机特定操作的命令 程序 是实现既定任务的指令序列 存储程序工作原理 程序中的指令必须采用二进制编码，和数据一样进行存储 程序中的指令必须属于执行程序的这台机器的指令系统 执行指令的三个基本步骤：取指、译码和执行 2.2 8088/8086微处理器 主要内容： 8088CPU外部引线及功能 8088CPU的内部结构和特点 内部寄存器的功能 8088的工作时序 一.8088/8086微处理器概述 Intel 8086是标准的16位微处理器 Intel 8088是准16位微处理器 它们在内部结构上都是按16位设计的，但Intel 8088在外部引脚上和当时的8位微处理Inter8080/8085相兼容。 Inter 8086 /8088 双列直插封装 40引脚 单一正5V供电 20位的地址总线，可以管理1MB的存储器空间和64K的端口地址。 二. 指令的执行过程 取指令 指令译码 指令执行 在指令执行时根据需要在存储器中存取操作数。 在8位微处理器中 指令都是直接从存储器中取出 处理器串行工作 串行工作方式 1）CPU执行指令时总线处于空闲状态 2）CPU访问存储器(存取数据或指令)时要等待总线操作的完成 缺点：CPU无法全速运行 解决：总线空闲时预取指令，使CPU需要指令时能立刻得到 在16位微处理器中 CPU EU 执行指令 BIU 预取指令 预取指令技术，提前把指令从存储器中取到微处理器中，每次执行指令的时候直接在微处理器内部就可以获得指令，从而大大提高微处理器的性能。 预取指令技术是通过设置 预取指令缓冲队列IPQ 来实现的。 8088的流水线操作 8088 CPU包括两大部分：EU和BIU BIU不断地从存储器取指令送入IPQ，EU不断地从IPQ取出指令执行 EU和BIU构成了一个简单的2工位流水线 指令预取队列IPQ是实现流水线操作的关键（类似于工厂流水线的传送带） 新型CPU将一条指令划分成更多的阶段，以便可以同时执行更多的指令 例如，PIII为14个阶段，P4为20个阶段(超级流水