第2章2 微处理器与总线第三节ppt课件.ppt

80386微处理器内部结构示意图如图2-17所示。80386由中央处理器(CPU)、存储器管理部件(MMU)和总线接口部件(BIU)三大模块组成。CPU包括指令预取、指令译码、指令执行部件;MMU包括分段部件和分页部件;加上BIU部件,这样80386共有六个功能部件。六个功能部件可并行工作,构成六级流水线结构。存储器管理部件中的分段部件可通过附加寻址部件对逻辑地址空间进行管理,可以实现任务之间的隔离,也可实现指令和数据区的再定位。图2–1780386微处理器内部结构示意图80386由中央处理器(CPU)、存储器管理部件(MMU)和总线接口部件(BIU)三大模块组成。CPU包括指令预取、指令译码、指令执行部件;MMU包括分段部件和分页部件;加上BIU部件,这样80386共有六个功能部件。六个功能部件可并行工作,构成六级流水线结构。存储器管理部件中的分段部件可通过附加寻址部件对逻辑地址空间进行管理,可以实现任务之间的隔离,也可实现指令和数据区的再定位。分页部件的功能是管理物理地址空间,把分段部件和指令预取部件产生的线性地址送到分页部件中,并转换为物理地址。每个段可划分为1~4KB的页,为了实现虚拟存储系统,80386对于页面故障和段故障有完整的再启动功能。存储器按段组织可分为1个或多个可变长度字段,每一段的大小最大可达4GB。线性地址空间的一个给定区域或一个段可以有相应的属性,包括它的位置、大小、类型(堆栈、代码或数据)以及保护特征等。80386的每一个任务最多可以拥有16384个段,每个段最多达4GB,因此,每个任务可拥有64TB(兆兆字节)的虚拟存储器空间。为了使应用程序和操作系统互相隔离而各自得到保护,分段部件提供了4级保护,这种由硬件实施的保护,使得系统的设计具有高度的完整性。80386有三种工作方式:实地址方式、保护虚拟地址方式和虚拟8086工作方式(VM86方式)。在实地址方式下,80386的工作好似速度极快的8086。实地址方式主要用于建立处理机状态,以便进入保护工作方式。在保护工作方式下,用户可使用处理器的复杂存储管理、分页及特权功能。在保护方式下,通过软件可以实现任务切换,进入虚拟8086方式。虚拟8086任务可以被隔离和保护。80386含有通用寄存器、段寄存器、指令指针、标志寄存器、控制寄存器、系统地址寄存器、排错寄存器、测试寄存器等七类32个寄存器,它们包括了16位8086和80286的全部寄存通用寄存器、段寄存器以及指令指针和标志寄存器如图2-18所示。图2–19通用寄存器(1)通用寄存器。80386中有八个32位的通用寄存器,如图2-19所示。这些通用寄存器是8086、80286的16位通用寄存器的扩展,所以命名为EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP、ESP。每一个寄存器都可以存放数据或地址,支持1、8、16、32和64位的数据操作及1到32位的位操作数,也支持16位和32位的地址操作数。(2)指令指针和标志寄存器。80386的地址线是32位,指令指针是32位寄存器,是IP的扩展,称为EIP。EIP中存放的总是下一条要取出指令的偏移量。EIP的低16位称为IP,它由16位的地址操作数使用。图2–19通用寄存器80386中的标志寄存器是名为EFLAGS的32位寄存器,所定义的位如图2-20所示。图2–2080386标志寄存器