第2章8086微处理器精要.ppt

第二章 8086微处理器与系统结构 本章重点 8086CPU结构，原理 8086时序 8086存储器组织 本章难点 8086CPU内部结构 8086读写时序 2.1 微处理器的性能指标 2.1.1 字长 字长指微处理器在存储、处理、交换二进制信息时，一次能操作的最大二进制数位。 数据线宽度：决定微处理器与外部存储器、输入/输出部件之间一次交换的二进制数据位数。如8、16、32、64位。8086采用16位数据总线。 2.1.3 运算速度 运算速度是计算机完成操作的时间指标，也是衡量计算机性能的重要指标。 主频：即微处理器时钟频率。如Pentium4 2GHz 同系列的微处理器，主频越高，速度越快。 但主频相同的微处理器，速度不一定都相同，因结构有差异 外频：微处理器外部总线工作频率。如Pentium4 2GHz的外频为400MHz 2.1.4 访存空间 访存空间是指微处理器能访问的存储器单元容量，由微处理器的地址总线宽度确定。 地址线宽度：决定访存空间。 如20位地址线访问220=1MB存储单元, Intel 8086如此。 2.1.5 虚拟存储空间 虚拟存储空间是指通过硬件和软件的综合来扩大用户可用存储空间的技术。 它是在内存储器和外存储器（软盘、硬盘或光盘）之间增加一定的硬件和软件支持，使两者形成一个有机整体，使计算机系统能运行比实际配置的内存容量大得多的任务程序。 2.1.6 多处理器系统 多处理器系统是指微处理器具有协处理器接口。 如：内置协处理器：加快数值运算 2.1.7 指令作业方式 8086CPU采用了指令队列技术，可使取指令与执行指令同时进行，这样就提高CPU的效率 超标量结构：一个时钟周期内执行一条以上的指令。 2.1.8 微处理器芯片的制造工艺 半导体技术 其他： 高速度缓存(CACHE)：L1/L2 Write-through缓存，只对读有效 write-back缓存，对读写都有效 工作电压：微处理器正常工作所需要的电压，早期为5V，后来有3.3V,2.8V,1.5V等。 制造工艺：晶体管之间的最小线距， 0.35?m, 0.25?m, 0.18?m, 0.13?m，0.09 ?m等 芯片功耗, 温度等 2.2.1 8086的内部结构 2.2.2 8086微处理器的寄存器结构 2.2.3 8086处理器总线引脚 2.2.4 8086CPU的工作模式 2.2.1 8086的内部结构 8086的内部结构－成两部分: 总线接口部件BIU: 总线接口单元BIU，负责控制存储器与I/O的读写。 执行部件EU: 执行单元EU从指令队列中取出指令并执行。 特点： 取指令和执行指令分开进行，提高了速度。 一、 8086CPU总线接口部件 段寄存器 CS：16位的代码段寄存器，管理程序段 DS：16位的数据段寄存器，管理数据段。 ES：16位的扩展段（附加段）寄存器， 管理扩展段。 SS：16位的堆栈段寄存器，管理堆栈段。 16位的指令指针寄存器IP： IP中的内容是下一条指令对现行代码段基地址的偏移量，与段寄存器CS的内容相加，形成取指令的物理地址。 20位地址加法器 例：CS=A000H，代码段可寻址的空间？ CS左移四位： A000 0 H IP的内容：0000H ~ FFFF H 物理地址：A0000 H ~ AFFFF H 6字节的指令队列 指令队列共六字节，总线接口部件BIU从内存取指令，取来的总是放在指令队列中 执行部件EU从指令队列取指令，并执行 课堂提问： 8086的总线接口部件有那几部分组成? 20位地址产生器  将由段寄存器保存的段首地址左移四位和由IP或EU部件提供的16位偏移地址EA（Effect Address）相加，形成20 位的实际地址PA（Physical Address）。 逻辑地址:16位段首地址和16位偏移地址 物理地址:20位实际地址为物理地址。 例2 、CS=2000H,最大寻址空间可达多少? CS左移四位：20000 0H IP的内容：0 0 0 0~ FFFF H 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 + 0 0 0 0 + F F F F 2 0 0 0 0 2 F F F F 物理地址：2 0 0 0