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微处理器必威体育精装版发展 主要内容 2.1 微处理器发展 2.2 8086 CPU的内部结构 2.3 8086/8088CPU的引脚功能及其工作模式 2.4 8086 CPU的总线时序 2.5 Intel系列微处理器的主要特性和内部结构 2.1 微处理器发展 2.1.1 微处理器历史 1．通用微处理器 1971年，美国Intel（英特尔）公司为日本制造商设计了一个微处理器芯片。该芯片成为世界上第一个微处理器4004。它字长4位，集成了约2300个晶体管，时钟频率为108kHz（赫兹）。以它为核心组成的MCS-4计算机，也就是世界上第一台微型计算机。4004随后被改进为4040。 1972年Intel公司研制出字长8位的微处理器芯片8008，其时钟频率为500kHz，集成度约3500个晶体管。随后的几年当中，微处理器开始走向成熟，出现了以Motorola公司M6800、Zilog公司Z80和Intel公司8080/8085为代表的中、高档8位微处理器。Apple公司苹果机就是这一时期著名的个人微型机。 1978年开始，各公司相继推出一批16位字长的微处理器，如Intel公司的8086和8088、Motorola公司的M68000、Zilog公司的Z8000等。例如Intel 8086的时钟频率为5MHz，集成度达到2.9万个晶体管。这一时期的著名微机产品是IBM公司采用Intel公司的微处理器、Microsoft（微软）公司的操作系统开发的16位个人计算机（Personal Computer，PC）。 1985年，Intel公司借助IBM PC的巨大成功，进一步推出了32位微处理器80386，其集成度达到27.5万个晶体管，时钟频率达16MHz。从这时起，微处理器步入快速发展阶段。就Intel公司来说，就陆续研制生产了80486、Pentium（奔腾）、Pentium Pro（高能奔腾）、MMX Pentium（多能奔腾）、Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ 和Pentium 4等微处理器。 2000年，Intel公司在微机高端产品服务器中使用了字长64位的新一代微处理器Itanium（安腾）。事实上，其他公司的64位微处理器在20世纪90年代已经出现，但也是主要应用于服务器产品中，不能与通用80x86微处理器兼容。2003年4月，AMD公司推出首款兼容32位80x86结构的64位微处理器，被称为x86-64结构。2004年3月，Intel公司也发布了首款扩展64位能力的32位微处理器，它采用扩展64位主存技术（Extended Memory 64 Technology，EM64T）。64位微处理器主要将整数运算和主存寻址能力扩大到64位。2005年，64位PC机初露端倪，逐渐获得用户青睐。 2．专用微处理器 除了装在PC、笔记本电脑、工作站、服务器上的通用微处理器（常简称为MPU），还有其他应用领域的专用微处理器：单片机（微控制器）和数字信号处理器。 单片机（Single Chip Microcomputer）是指通常用于控制领域的微处理器芯片，其内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，如只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存储器（Random Access Memory，RAM）、计时器、并行接口和串行接口，有的芯片还集成了A/D、D/A转换电路等。换句话说，一个芯片几乎就是一个计算机，只要配上少量的外部电路和设备，就可以构成具体的应用系统。 单片机是国内习惯的名称，国际上多称为微控制器（Micro Controller）或嵌入式控制器（Embedded Controller），简称为MCU。微控制器的初期阶段（1976～1978年）以Intel公司的8位MCS-48系列为代表。1978年以后，微控制器进入普及阶段，以8位为主，最著名的是Intel公司的8位MCS-51系列，还有Atml（爱特梅尔）公司的AT89系列（与MCS-51兼容）、Microchip Technology公司的PIC系列单片机。1982年以后高性能的16位、32位微控制器出现，例如Intel公司的MCS-96/98系列、Atml公司的AT91系列（基于ARM内核）。 数字信号处理器（Digital Signal Processor），简称DSP芯片，实际上也是一种微控制器（单片机），但更专注于数字信号的高速处理，内部集成有高速乘法器，能够进行快速乘法和加法运算。DSP芯片自1979年Intel公司开发2920以后也经历了多代发展，其中美国德州仪器（Texas Instruments，TI）公司TMS320各代产品具有代表性，例如1982年的TMS32010、1985年的TMS320C20、198