【教学课件】第2章现代微处理器概述.ppt

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1、第2章 现代微处理器概述,2.1 8086/8088微处理器简介2.2 8086/8088 CPU的存储器2.3 CISC与RISC技术2.4 80X86至Pentium系列微处理器技术概述2.5 80X86至Pentium系列微处理器的程序设计模型2.6 实模式存储器寻址2.7 保护模式存储器寻址2.8 内存分页,2.1 8086/8088微处理器简介,Intel 8088：准16位微处理器，40个引脚，数据总线8位，地址总线20位。Intel 8086：16位微处理器，40个引脚，数据总线16位，地址总线20位。,2.1.1 8088/8086 CPU的内部组成结构,1总线接口部件(BIU

2、),功能是负责与存储器、I/O端口传送数据总线接口部件由下列各部分组成：（1）4个段地址寄存器；CS16位的代码段寄存器；DS16位的数据段寄存器；ES16位的扩展段寄存器；SS16位的堆栈段寄存器；（2）16位的指令指针寄存器IP；（3）20位的地址加法器；（4）4/6字节的指令队列缓冲器。,功能是负责从指令队列取指令并执行。从编程结构图可见，执行部件由下列几个部分组成：（1）4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；（2）4个专用寄存器：（3）标志寄存器FR；（4）算术逻辑单元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

3、下原则：每当8088/8086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。,并行工作方式：,8088CPU采用并行工作方式,取指令2,取操作数,BIU,存结果,取指令3,取操作数,取指令4,执行1,执行2,执行3,EU,BUS,忙碌,忙碌,忙碌,忙碌,忙碌,忙碌,结 论,指令预取队列的存在使EU和BIU两个部分可同时进行工作，从而带来了以下两个好处：提高了CPU的效率降低了对

4、存储器存取速度的要求,2.1.2 8086/8088的寄存器结构,通用寄存器：数据寄存器：AX（AH AL）BX（BH BL）CX（CH CL）DX（DH DL）指针寄存器：SP：16位，堆栈指针，存放栈顶地址。BP：16位，基数指针，用于对堆栈间接寻址。变址寄存器：SI：16位，源变址寻址。DI：16位，目的变址寻址。控制寄存器：IP：16位，指令指针，存下一条要取出的指令所在的地址。FLAG：16位，标志寄存器，存放执行指令后运算结果的状态。段寄存器：（16位）：CS：代码段寄存器 DS：数据段寄存器 SS：堆栈段寄存器 ES：附加段寄存器 存放相应段的段基址的高16位。,通用寄存器的用法

5、,2.1.3 总线周期的概念,合并到第5章的第5节讨论。,2.2 8086/8088 CPU的存储器,2.2.1 存储器的组织存储器组织:存储器中的信息按何种格式管理、存放。8086的存储器单元为字节单元，一个单元有唯一的一个地址。字节数据：顺序存放。字数据：规则字-低字节存放在地址为偶数的单元，顺序存放高字节。读写用1个总线周期。非规则字-低字节存放在地址为偶数的单元，顺序存放高字节。读写用2个总线周期。,8086的两个512 KB存储体：奇体、偶体,D15-D8,D7-D0,高位存储体(奇数地址),低位存储体(偶数地址),A19-A1,A19-A1,A19-A1,D7-D0,D7-D0,6

6、4KB8片,64KB8片,SEL512X8,SEL512X8,BHE,A0,读16位数据时每个体被选中几次？,X8,8088的1M存储器为1体，进行字数据读写时，需要访问2次存储器。,2.2.2 存储器的分段,系,统,组,成,8086的存储体结构,8086存储器的分段结构,8086存储器的逻辑地址与物理地址,8086存储器20位物理地址的形成,存储器的分段结构,1M字节的存储器，地址为00000HFFFFFH，分成4种段：代码段，数据段，堆栈段，附加段，每个段的最大空间是64K。8088 CPU中的四个段寄存器：CS，DS，SS 和 ES，分别存放当前可寻址的四个段的基值的高16位。这样，一个

7、存储单元的地址可由段基址（16位）和段内偏移地址（16位）表示。,当前可寻址的存储器段（堆栈段和附加段重叠）,物理地址与逻辑地址,8088/8086 的每个存储单元在存储体中的位置都可以使用实际地址或逻辑地址来表示。CPU访问存储器时，要形成20位的物理地址，即先找到某段，再找到该段内的偏移量。换句话说，CPU是以物理地址访问存储器的，如图所示。物理地址=段基址+段内偏移地址（有效地址）（EA）,逻辑地址与物理地址的关系,8088存储器分段管理的几点讨论,1、在存储段划分时，段内地址是连续的，段与段之间是相互独立的。每个段的起始地址称段的基址，段基址必须是能被16整除的那些地址，即20位的段基址的低四位应当是0000。2、段与段之间可以是连续的、不连续的、交叉的、重叠的。3、一个程序可以有若干个代码段、数据段、堆栈段、附加段。4、对于一个存储单元，物理地址是唯一的，逻辑地址不是唯一的。,各个逻辑段独立的实例,各个逻辑段重叠的实例,2.2.4 堆 栈,堆栈:按照“先进后出”的原则存取数据的存储区域。可在1M的存储空间的任意位置。最大为4K。SS段寄存器存放堆栈段的段基址，SP存放栈顶的有效地址。8086/8088的堆栈操作为字操作。数据的出、入栈在栈顶进行。,THANK YOU VERY MUCH!,