[工学]微机原理及应用第2章.ppt

第 2 章 第2章 80X86微处理器及其结构 2.1 8086/88及80286 CPU的功能结构 8086是Intel系列的16bit微处理器，属第三代。 8086有16bit数据总线[8088外部8位DB]和20bit地址线，可寻址1MB内存空间。 8086的内部结构从功能分成两个单元 总线接口单元BIU——bus interface unit 执行单元EU——execution unit 两个单元相互独立，分别完成各自操作 两个单元可以并行执行，实现指令取指和执行的流水线操作 指令执行部件EU 1、 通用寄存器 2、 控制寄存器 IP (Instruction Pointer) 指令指针 FLAG(标志寄存器)为16bit，其中6个状态标志位， 3个控制标志位。 溢出判别方法 溢出判别方法 Cs⊕Cp＝1，有溢出产生 Cs⊕Cp＝0，无溢出产生 4. 8086/8088CPU的不同点 ①外部数据总线：8086 － 16位; 8088 － 8位[称准16位]。 ②指令队列：8086 － 6字节;　 8088 － 4字节。 ③外部引脚：8086 － M/IO*, AD0-AD15; 8088 － M*/IO, AD0-AD7,A8-A15; 其它全部一样。 存储器分段表示示意图 8086 1MB的存储器空间最多能分成多少个段?1MB空间最少能分成多少个段？(各段连续、不重叠) 存储单元的逻辑地址和物理地址 逻辑地址（编程时使用） 段基地址(16位)——段的起始地址 0～（216-1），即：0000H～FFFFH 偏移地址(16位)——某段内指定存储单元到段基地址的距离 0～（216-1），即：0000H～FFFFH 物理地址（20位，地址线上送出的存储器绝对地址） 1MB（220）存储区中的某一单元的地址 0～（220-1），即：00000H～FFFFFH 物理地址计算方法 物理地址＝段基址×16+偏移地址 PA SA EA（有效地址） 16位的段基址左移4位，相当于在段基址最低位后添4个“0”。 逻辑地址和物理地址含义 逻辑地址（Logical Address） 在微处理器内部、程序员编程时采用的地址 某个存储单元可以有多个逻辑地址 逻辑地址＝段基地址∶偏移地址 段基地址＝逻辑段起始地址（段首址）的高16位 偏移地址＝距离段首址的位移量 物理地址（Physical Address） 存储器的绝对地址（实际地址） 地址总线上输出的地址，用于外部硬件连接 每个存储单元只有一个唯一的物理地址 4、对内存的访问 80286 16位数据总线，24位地址总线（16MB主存） 实方式（Real Mode） 与8086工作方式一样 保护方式（Protected Mode） 提供存储管理、保护机制和多任务管理的硬件支持 IBM PC/AT机使用Intel 80286 CPU 本节小结 8088/8086 CPU内部结构 EU、BIU、指令流水 存储器分段 逻辑地址、物理地址的计算方法 寄存器的配置 各寄存器的功能 FR各位的含意 80386CPU主要性能特点： 32 位微处理器, 80386DX内部和外部数据总线均为 32 位,可寻址 4 GB存储空间; 80386SX外部数据总线 16 位，可寻址 16 MB存储空间。 CPU具有段页式存储器管理部件，4 级保护机构，并支持虚拟存储器。 3 种工作方式： ① 实地址方式 ② 虚地址保护方式。 ③ 虚拟 8086 方式。 实地址方式(real address mode) 保护虚拟地址方式(protected virtual address mode)即保护方式 虚拟8086方式(virtual 8086 mode) 80386 CPU的寄存器 1.通用寄存器[EAX、EBX、ECX、EDX] 4. 标志寄存器EFLAGS 5. 段寄存器和段描述符寄存器 代码段寄存器CS(Code Segment) 数据段寄存器DS(Data Segment) 堆栈段寄存器SS(Stack Segment) 附加数据段寄存器(Extra Data Segment)ES、FS和GS 6. 控制寄存器(Control Register) 7. 系统地址寄存器(System Address Register) 8. 调试寄存器(Debug Register) 小 结 8086/8088 CPU的功能结构：BIU、EU 8086/8088 CPU的寄存器组织 8086存储器的分段 物理地址、逻辑地址、有效（偏移）地址； 80386CPU的功能结构 80386