第2章CPU系统结构.ppt

第2章 8086系统结构 2.1 8086CPU的结构 2.2 8086的存储器组织 2.3 8086操作时序 第1节 ＣＰＵ结构 一、主要特性 二、内部结构 三、寄存器结构 四、外部引脚 五、系统配置图 一、主要特性 数据线：16条 地址线：20条 内存空间：20地址线可直接寻址1MB存储器空间。 端口地址：16条地址线寻址64K个I/O端口。 二、内部结构 Ｐ２9　图２－3 两部分：总线接口部件BIU 　　　　　执行部件EU 1、总线接口部件BIU 是8086CPU同存储器和I/O设备之间的接口部件，它提供了16位双向数据总线，20位地址总线及若干条控制总线，完成所有外部总线操作。 (1) 功能： 负责CPU与存储器及I/O设备之间的数据传送。 即：地址形成、取指令、指令排队、读/写操作数和总线控制。 (2) 组成： 16位段地址寄存器 16位指令指针寄存器IP 20位物理地址加法器 6字节指令队列 总线控制逻辑 2、执行部件EU 执行部件与外部系统没有直接联系。 (1) 功能： 负责指令的执行－－完成指令的译码和执行指令操作。 (2) 组成 算术逻辑单元、标志寄存器、寄存器组、EU控制电路等 三、寄存器结构 14个16位的寄存器 分为4组：通用寄存器组 　　　　　指针和变址寄存器组 　　　　　段寄存器 　　　　　指令指针及标志寄存器 1、通用寄存器组 4个16位通用寄存器：AX、BX、CX、DX；8个8位寄存器：AL、BL、CL、DL，高8位是AH、BH、CH、DH。 某些通用寄存器用作专门用途，如： AX：通用寄存器、累加器； BX：通用寄存器、间（基）址寄存器； CX：通用寄存器、计数器； DX：通用寄存器、间址寄存器； 2、指针和变址寄存器组-4个16位 基址指针寄存器BP、堆栈指针寄存器SP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI 这组寄存器存放的内容是某一段内地址偏移量，用来形成操作数地址，主要在堆栈操作和变址运算中使用。 BP和SP称为指针寄存器，与SS联用。为访问现行堆栈段提供方便。 SI和DI称为变址寄存器，与DS一起使用，为访问现行数据段提供段内地址偏移量。 3、段寄存器-4个16位 CS、DS、SS和ES是段寄存器，用来寄存段的基地址。 CS-代码段寄存器：存放的是当前执行程序所在的代码段的段基址，CPU执行的指令将从代码段取得。 DS-数据段寄存器：存放的是程序当前使用的数据段的段基址。一般情况下，程序中所使用的数据均在数据段中。 SS-堆栈段寄存器：存放当前使用的堆栈段的段基址，堆栈操作的数据就在这个段中。 ES-附加段寄存器：存放程序当前使用的附加段的段基址。通常情况下，它用来存放数据。典型用法是存放CPU处理后的数据，如串操作等。 4、指令指针 一个16位指令指针寄存器IP，用来存放将要执行的下一条指令在现行代码段中的偏移地址。 程序运行中，它由BIU自动将其修改，使IP始终指向下一条将要执行指令的地址，因此它是用来控制指令序列的执行流程的。 它具有自动加１功能，每当执行一次取指操作，它将自动加１，使它指向要取的下一个单元。 5、标志寄存器F 16位标志寄存器F用来存放运算结果的特征，常用作后续条件转移指令的转移控制条件。两大类： 一类为状态标志，表示运算后结果的状态特征，它影响后面的操作。状态标志有6个：CF、PF、AF、ZF、SF、和OF。 另一类为控制标志，用来控制CPU操作，控制标志有3个：TF、IF和DF。 具体格式如图：P33 6个状态标志位： SF--符号标志； ZF--零标志； PF--奇/偶标志； CF--进位标志； AF--辅助进位标志； OF--溢出标志。 3个控制标志位： DF--方向标志； IF--中断标志； TF--跟踪标志（ 调试程序时可以设置为单步工作方式） 四、外部引脚（P205） 1、工作模式 最大工作模式 最小工作模式 2、最小工作模式下的引脚定义 3、8088与8086的区别 1、工作模式 （1）最小工作模式 是在系统只有8086或8088一个微处理器。在这种系统中，所有总线控制信息都直接由8086产生，系统中总线控制逻辑电路被减到最少，控制信号由8086/8088直接提供。 （2）最大工作模式 系统包含两个或多个微处理器，其中一个是主处理器8086/8088，其它的处理器为协处理器或辅助处理器，承担某一方面的专门工作。 和8086匹配有两个，一个是专用数值运算的处理器8087；另一个是专用于输入/输出处理的处理器8089。 2、最小工作模式下的引脚定义 P204图5-3是8086CPU的外部引脚。 AD15-AD0：分时复用的地址/数据总线。 A19/S6-A16/S3：分时复用的地