《微机原理及应用》第二章-8086、88微处理器研讨.ppt

第二章 8086/8088 微处理器? 8086 : 16 位微处理器数据总线宽度 16 位:可以处理 8位或 16 位数据地址总线宽度 20 位:可直接寻址 1 MB 单元和 64 KB 的 I/O 端口? 8088 :准 16 位处理器内部寄存器及内部操作均为 16 位,外部数据总线 8位? 8088 与 8086 指令系统完全相同,芯片内部逻辑结构、芯片引脚有个别差异。?设计 8088 的目的主要是为了与 Intel 原有的 8位外围接口芯片直接兼容第一节 8086/8088 微处理器的结构一、内部结构(编程结构): 见图 由两部分组成:总线接口单元 BIU(Bus Interface Unit) 执行单元 EU(Execution Unit) (一)总线接口单元 BIU 功能:负责与内存或 I/O 端口传送指令或数据①BIU 从内存取指令送到指令队列缓冲器②当EU执行指令时, BIU 要配合 EU从指定的内存单元或 I/O 端口中读取数据,或者把 EU的操作结果送到指定的内存单元或 I/O 端口去。组成:4个 16 位的段寄存器( CS 、 DS 、 ES 、 SS ); 1 个 16 位的指令指针寄存器 IP; 1 个地址加法器; 6 个字节的指令队列; 总线控制电路 8086 :6个字节,有 2个空字节时,自动取指令 8088 :4个字节,有 1个空字节时,自动取指令说明?传统的 CPU 执行指令的过程是:取指令- >执行指令- >再取指令- > ……, 串行执行。? 8086 是把“取指令”和“执行指令”分别由 BIU 和 EU 两个部件来完成。当 EU 正在执行指令时, BIU 可以从内存中取出指令字节,放在指令队列中。这样, 使得“取指令”和“执行指令”的操作在时间上是并行的。? BIU 和 EU 协调配合,使 EU 可以连续不停一条接一条地执行事先已进入指令队列中的指令。显然,这种工作方式可以加快程序的执行,提高了 CPU 的效率。体现了“流水线计算机”( PipeLine Computer )的初步特点。 :用来产生 20 位的物理地址。?一个存储单元具有两种地址属性:物理地址和逻辑地址。?物理地址: CPU 访问存储器时,在地址总线上实际送出的地址。它的范围(如 8086 系统)是 00000 H~ FFFFFH ,即有 2 20=1 MB 的地址空间。?但 8086 的内部寄存器是 16 位。显然,不能用 16 位的寄存器来实现对 1 MB 单元的寻址。为此,引入了存储器“分段”的概念, 即把 1 MB 内存空间分成若干段。每段最大可达 64 KB -- 可由 16 位寄存器进行寻址。?段的起始地址成为“段基址”,要访问的单元距段基址的距离(字节数) 为“偏移量”( Offset )。……段的起始地址偏移量要访问的单元段?程序设计时,使用的是逻辑地址。逻辑地址由“段基址”和“偏移量”构成(均为 16 位)。?“段基址”由段寄存器 CS 、 DS 、 SS 和 ES 提供; “偏移量”由 BX 、 BP 、 IP、 SP 、 SI、 DI或根据寻址方式计算出的有效地址 EA ( Effective Address )提供。注意: ①每个存储单元有唯一的物理地址,但它却可由不同的“段基址”和“偏移量”组成。例如: 1200 H:0345H ?12345H 1100H:1345H ?12345H ②除非专门指定,一般情况下,段在存储器中的分配是由操作系统负责的。由逻辑地址获得物理地址的计算公式: 物理地址=段基值 X16+ 偏移量段基值 150 偏移量 150 0000 30Σ物理地址 190 ( CS)=4232H ,(IP)=66H 则物理地址计算如下 4 2 3 2 0 H 6 6 H +) 4 2 3 8 6 H . . .. . . 42320H 66H 42386H 5231FH 段地址段终址 64K 64K (2 ) 16 位指令指针寄存器 IP 正常运行时, IP中含有 BIU 要取的下一条指令(字节)的偏移地址。 IP 在程序运行中能自动加 1,指向要执行的下一条指令。