微机原理与接口技术_第2章cpu体系结构2.pptVIP

;;主要内容;2.1 CPU的发展;2.1 CPU的发展;2.1 CPU的发展;§2.2 8086/8088CPU 一、 8086的功能结构 ;AH AL;1、总线接口部件（BIU） 功能： （1）从内存取指令送到指令队列。 （2）CPU执行指令时，到指定的 位置取操作数，并将其送至 要求的位置单元中。 总线接口部件的组成： （1）四个段地址寄存器 CS，16位代码段寄存器； DS，16位数据段寄存器； ES，16位附加段寄存器； SS，16位堆栈段寄存器。;（2）16位指令指针寄存器IP（PC）。 （3）20位的地址加法器。 （4）六字节的指令队列缓冲器。 说明： （1）指令队列缓冲器：在执行指令的同时，将取下一条指令，并放入指令队列缓冲器中。CPU执行完一条指令后，可以执行下一条指令（流水线技术）。提高CPU效率。 （2）地址加法器：产生20位地址。CPU内无论是段???址寄存器还是偏移量都是16位的，通过地址加法器产生20位地址。;2、执行部件 作用： （1）从指令队列中取出指令。 （2）对指令进行译码，发出相应的 控制信号。 （3）接收由总线接口送来的数据或 发送数据至接口。 （4）进行算术运算。 执行部件的组成： （1）4个通用寄存器AX、BX、CX、 DX。四个通用寄存器都是16位 或作两个8位来使用。 （2）4个专用寄存器; SP------堆栈指针寄存器 BP------基址指针寄存器 DI-------目的变址寄存器 SI------- 源变址寄存器 （3）算术逻辑单元ALU 完成8位或者16位二进制算术和逻辑运算，计算偏移量。 （4）数据暂存寄存器 协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。 （5）执行部件的控制电路 从总线接口的指令队列取出指令操作码，通过译码电路分析，发出相应的控制命令，控制ALU数据流向。;（6）标志寄存器 16位寄存器，其中有7位未用。;例:将5394H与-777FH相加,并说明其标志位的状态。 【解】先求-777FH的补码： 原码：1111 0111 0111 1111 反码：1000 1000 1000 0000 补码：1000 1000 1000 0001 再做加法运算： 0101 0011 1001 0100 + 1000 1000 1000 0001 1101 1100 0001 0101 结果标志位为：CF=0、PF=0、AF=0 ZF=0、SF=1、OF=0;3.“流水线”结构 ;8086流水操作示意图;4、CPU执行程序的操作过程 （1）20位地址形成，并将从该地址指定的单元中取出指令字节，依次放入指令队列中。 （2）当指令队列中有2个空字节时，总线接口部件就会自动取指令至队列中。 （3）执行部件从指令队列队首取出指令代码，执行该指令。 （4）当队列已满，执行部件又不使用总线时，总线接口部件进入空闲状态。 （5）执行转移指令、调用指令、返回指令时，先清空队列内容，再将要执行的指令放入队列中。;二、存储器的组织和堆栈 1、8086存储器的分体结构 8086 系统中，1MB的存储空间分成两个存储体：偶地址存储体和奇地址存储体，各为512KB。它们的访问由/BHE、A0组合决定： ;8086用两个存储体来组织实际存储空间;2、存储器编址;地址;3、 存储器的分段结构 由于8086有20条地址线，可以寻址多达220（1M）字节，所以把1M字节的存储器分为一定数量的段，其中每一段最多可达寻址216（64K）字节。 8086CPU把1M字节的存储器空间划分为任意的一些存储段，每个段的起始地址必须能16整除（该地址的最低四位为0000）。 8086可将内存最多可分为64K个段，最