微機原理與接口技術西安郵電大學計算機學院范琳——8086微處理器第三章80x86微處理器

80x86微處理器簡介18086微處理器28086寄存器38086引腳功能48086存儲器組織58086如何實現(xiàn)并行工作方式8086的結(jié)構(gòu)

8086微處理器為了充分使用總線以提高程序的執(zhí)行速度被設計成為兩個獨立的功能部件：執(zhí)行部件（EU）和總線接口部件（BIU）。EUBIUCPU內(nèi)部DB外部DB第三章80x86微處理器

AHALBHBLCHCLDHDL通用寄存器SPBPSIDI數(shù)據(jù)寄存器指針和變址寄存器ALU數(shù)據(jù)總線(16位)暫存寄存器EU控制電路AXBXCXDX標志寄存器執(zhí)行單元(EU)總線接口單元(BIU)123456指令隊列緩沖器內(nèi)部寄存器IPESSSDSCSALU∑DB(16位)AB(20位)總線控制電路8086總線地址加法器第三章80x86微處理器

總線接口單元BIUBusInterfaceUnit組成：總線接口部件由段寄存器、指令指針、地址形成邏輯、總線控制邏輯和指令隊列等組成。

任務：

BIU與外部總線連接為執(zhí)行部件EU完成所有的總線操作，并計算形成20位的內(nèi)存物理地址。第三章80x86微處理器

總線接口單元BIU功能：負責完成CPU與存儲器（內(nèi)存或主存）或I/O設備之間的數(shù)據(jù)傳送。①取指令到指令隊列緩沖器②從內(nèi)存或外設端口讀取數(shù)據(jù)③向內(nèi)存或外設端口發(fā)送數(shù)據(jù)④形成20位物理地址俗稱完成“外勤”工作。在執(zhí)行轉(zhuǎn)移程序時，BIU使指令預取隊列復位，從指定的新地址取指令，并立即傳給執(zhí)行單元執(zhí)行。第三章80x86微處理器

段寄存器(SegmentRegister)8086系統(tǒng)中把可直接尋址的1MB內(nèi)存空間分為稱作“段”的邏輯區(qū)域，段的段地址由稱為“段寄存器”的4個16位寄存器決定:(1)

代碼段寄存器CS(16位)(2)

堆棧段寄存器SS(16位)(3)

數(shù)據(jù)段寄存器DS(16位)(4)

附加段寄存器ES(16位)ESSSDSCS第三章80x86微處理器

前綴段（PSP段）ES：0000H附加段CS：0000H代碼段SS：0000H堆棧段256字節(jié)用戶程序DS：0000H數(shù)據(jù)段段寄存器的作用？BIUCS，DSSS，ESCPU用戶程序在內(nèi)存中的分段信息第三章80x86微處理器

IP指令指針寄存器IP(16位)指令指針I(yè)P是一個16位專用寄存器，它指向當前需要取出的指令字節(jié)，當BIU從內(nèi)存中取出一個指令字節(jié)后，IP就自動指向下一條指令。1.程序運行過程中IP如何變化？2.IP使用過程中的要求？

第三章80x86微處理器

∑015段內(nèi)偏移地址20位物理地址190段地址1900000地址加法器的作用邏輯地址和物理地址⑴邏輯地址：由段地址（邏輯段起始地址的高16位）和偏移地址（16位）表示的存儲單元的地址稱為邏輯地址，記為：

段地址∶偏移地址⑵物理地址：由CPU內(nèi)部總線接口單元BIU中的地址加法器根據(jù)邏輯地址產(chǎn)生的20位存儲單元地址稱為物理地址。第三章80x86微處理器

123456指令隊列緩沖器指令指針I(yè)P是一個16位專用寄存器，它指向當前需要取出的指令字節(jié)，當BIU從內(nèi)存中取出一個指令字節(jié)后，IP就自動指向下一條指令。問：如果取到轉(zhuǎn)移類指令，指令隊列將如何變化？第三章80x86微處理器

執(zhí)行單元EUExecutionUnit組成：執(zhí)行部件EU由通用寄存器、標志寄存器、運算器(ALU)和EU控制系統(tǒng)等組成。

任務：①向BIU提供所需要訪問的內(nèi)存或I／O端口的地址，②對通用寄存器、標志寄存器和指令操作數(shù)進行管理。第三章80x86微處理器

執(zhí)行單元EU功能:執(zhí)行指令

從指令隊列中取指令代碼譯碼

在ALU中完成數(shù)據(jù)的運算運算結(jié)果

的特征保存在標志寄存器FLAGS中。第三章80x86微處理器

AHALBHBLCHCLDHDL通用寄存器SPBPSIDI數(shù)據(jù)寄存器指針和變址寄存器ALU數(shù)據(jù)總線(16位)暫存寄存器EU控制電路AXBXCXDX標志寄存器ALUEU：AHBHCHDHALBLCLDL15870AXBXCXDX累加器基址寄存器計數(shù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器