微型计算机原理及应用课件03.ppt

微型计算机原理及应用;第3章 8086/8088CPU的体系结构及其指令系统 ;3.2 8086／8088 CPU的结构 ;3.2.2 总线接口部件BIU（Bus Interface Unit） ;总线接口部件BIU的工作过程如下： （1）代码段段寄存器CS中16位段基地址，与指令指针寄存器IP中16位偏移地址，在地址加法器内形成20位物理地址； （2）20位地址直接送往地址总线，通过总线控制逻辑发出存储器读信号RD，启动存储器，按给定的地址从存储器中取出指令； （3）取出的指令送到指令队列（指令缓存区）中等待执行。BIU的指令队列可存储6字节指令代码，它是先进先出的队列寄存器，允许预取6字节指令代码。一般情况下，指令队列中填满指令； （4）EU可从指令队列中取出指令执行。指令代码装入指令队列输入端后，自动调整指令队列输入端指针。EU从指令队列输出端取指令，且在EU取走一字节的指令代码后，自动调整指令队列输出端指针。当指令队列有2个或2个以上的字节空余时，BIU自动将指令取到指令队列中； ;;3.2.3 指令执行部件EU（Execution Unit） 指令执行部件EU完成指令译码和执行指令的工作。 它由以下几个部分组成： l???????? 算术逻辑运算单元 ALU l???????? 标志寄存器PSW l???????? 4个通用16位寄存器组 l???????? 4个专用16位寄存器 l???????? EU控制器 指令执行部件工作过程如下： （1）EU从BIU的指令队列输出端取得指令，进行译码； （2）若执行指令需要访问存储器或端口去取操作数，则EU将操作数的偏移地址通过内部16位数据总线送给BIU，与段地址一起，在BIU的地址加法器中形成20位物理地址，申请访问存储器或端口，取得操作数送给EU，EU根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令，完成执行指令的功能； ;（3）算术逻辑运算单元ALU完成各种算术运算及逻辑运算，运算的操作数可从存储器取得，也可从寄存器组取来； （4）16位暂存器暂存参加运算的操作数。运算结果由内部总线送到EU的寄存器组或送到BIU的内部寄存器，由BIU写入存储器或端口； （5）运算后结果的特征改变了标志寄存器PSW的状态，供测试、判断及转移指令使用； （6）EU控制器负责从指令队列中取指令、指令译码及发各种控制命令以完成指令要求的功能。 （7）一般情况下，指令顺序执行EU从指令队列中取指令而不是访问存储器取指令，所以取指令与执行指令可并行操作。但遇到转移指令、调用指令和返回指令，要将指令队列中的内容作废，由BIU重新取转移去的新地址中的指令代码EU才能继续执行指令，此时并行操作可能受到影响。但这种情况相对较少发生，因此EU与BIU之间相互配合又相互独立的非同步工作方式提高了CPU的工作效率。 ;3.3 8086/8088 CPU的寄存器组和存储器 ;2．指针及变址寄存器 包括 SP、BP、SI、DI四个16位寄存器。它们可以象数据寄存器一样在运算过程中存放操作数，但它们只能以字（16位）为单位使用。此外，它们更经常的用途是在段内寻址时提供偏移地址。 SP（Stack Pointer）称为堆栈指针寄存器 BP（Base Pointer）称为基址指针寄存器 SI（Source Index）源变址寄存器 DI（Destination Index）目的变址寄存器 3．段寄存器 包括CS、DS、SS和ES四个段寄存器。 ;4．控制寄存器 包括IP和PSW两个16位寄存器。 IP指令指针寄存器（Instruction Pointer） 存放代码段中的偏移地址，始终指向下一条指令的首地址， 它与CS寄存器联用确定下一条指令的物理地址。 ;PSW（16位）寄存器;控制标志位有三个： l???????? DF（Direction Flag）方向标志， 在串处理指令中控制处理信息的方向。 l???????? IF（Interrupt Flag）中断标志， 当 IF为 1时，允许中断，否则关闭中断。 l???????? TF（TraP Flag）陷井标志，用于单步方式操作。 控制信息是由系统程序或用户程序根据需要用指令来设置的，状态信息是由中央处理机根据计算的结果自动设置的。 在调试程序DEBUG中提供了测试标志位的手段，它用符号表示标志位的值。 ;3.3.2 存储器结构 1．存储单元的地址和内容 （1）计算机存储信息的单位 （2）存储器地址：在存储器里以字节为单位存储信息。为了正确地存放或取得信息，每一个字节单元给以一个存储器地址。 （3）存储器的容量的基本单位 （4）地址及内容的表示 （5）机器字的表示