第二章 微处理器.ppt

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第二章微处理器60038
2、8086的内部结构组成:
8086的内部主要有以下两大部分组成:
1)总线接口部件(BIU)
2)执行部件(EU)
8086的内部结构组成如图2-2
8086的内部结构
内部暂存器
IP
ES
SS
DS
CS
输入/输出控制电路
总线
执行部分控制电路
∑
ALU
标志寄存器
AHAL
BHBL
CHCL
DHDL
SP
BP
SI
DI
通用
寄存器
地址加法器
指令队列
执行部件(EU)
总线接口部件(BIU)
16位
20位
8位
8位
图2-28086的内部结构组成
123456
8086微处理器逻辑框图:分EU与BIU两部分:
执行部件(EU):由ALU、通用寄存器组、状态寄存器及操作控制器电路组成。
总线接口部件(BIU):由专用寄存器、指令队列缓冲器、地址加法器等功能部件组成。形成对外总线,与存储器、I/O接口电路进行数据传输。
(1)总线接口部件(BIU)
总线接口部件由下列各部分组成:
1)4个段地址寄存器;
CS——16位的代码段寄存器;
DS——16位的数据段寄存器;
ES——16位的扩展段寄存器;
SS——16位的堆栈段寄存器;
2)16位的指令指针寄存器IP;
3)20位的物理地址加法器;
4)6字节的指令队列缓冲器。
段寄存器:
8086CPU的地址引脚有20条线,能提供20位的地址信息,可直接对1M个存储单元进行访问,但CPU内部可用来提供地址信息的寄存器都是16位的,那么如何用16位寄存器实现20位地址的寻址呢?8086/8088采用了段结构的内存管理的方法。
将指令代码和数据分别存储在代码段、数据段、堆栈段、附加数据段中,这些段的段地址分别由段寄存器CS、DS、SS、ES提供,而代码或数据在段内的偏移地址则由有关寄存器或立即数给出。
8086/8088段寄存器的作用:
(1)代码段寄存器CS:存储程序当前使用的代码段的段地址。
(2)数据段寄存器DS:存放程序当前使用的数据段的段地址。程序中所用到的原始数据、中间结果以及最终结果都可存放在数据段中。
(3)堆栈段寄存器SS:存放程序当前所使用的堆栈段的段地址。堆栈是在存储器中开辟的一个特定区域。
(4)附加数据段寄存器ES:存放程序当前使用的附加数据段的段地址。附加数据段通常用于存放字符串操作时的目的字符串。
段寄存器在使用中应注意:
(1)在编写汇编语言源程序时,应按上述规定将程序的各个部分放在规定的段内。
(2)每个源程序必须至少有一个代码段,而数据段、堆栈段和附加数据段则根据程序的需要决定是否设置。
执行部件的功能就是负责从指令队列取指令并执行。从内部结构图可见,执行部件由下列几个部分组成:
1)4个16位通用寄存器:即AX、BX、CX、DX,也可作为8个8位通用寄存器:即AH,AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。
2)4个专用寄存器:SP、BP、DI、SI。
3)标志寄存器FR
4)算术逻辑运算单元ALU
(2)执行部件EU
(3)“流水线”结构
总线接口部件BIU和执行部件EU并不是同步工作的,两者的动作管理遵循如下原则:
每当8086的指令队列中有2个空字节,BIU就会自动把指令取到指令队列中。而同时EU从指令队列取出一条指令,并用几个时钟周期去分析、执行指令。
当指令队列已满,而且EU对BIU又无总线访问请求时,BIU便进入空闲状态。在执行转移、调用和返回指令时,指令队列中的原有内容被自动清除。