第二章 微处理器组成原理.ppt

第2章 微处理器组成原理 【内容提要】 第2章 微处理器组成原理 2.1 8086 微处理器的内部组成 2.2 8086引脚信号与总线周期 2.3 8086微处理器工作方式 2.4 80486微处理器内部组 2.5 Pentium微处理器 2.6 64位微处理器的组成与特点 2.1 8086 微处理器的内部组成 2.1.1 内部组成 2.1.2 存储器管理 2.1.1 内部组成 Intel 8086的基本组成如图2.1所示，分为两大部分。虚线的左边是执行部件EU（Execution Unit），右边是总线接口部件 BIU（Bus Interface Unit）。 而8088与8086基本相同，区别仅在于内部指令队列是4个缓冲寄存器，外部采用8位数据线，因此称为准16位微处理器。 1. 执行部件EU 执行部件由运算器ALU、通用寄存器、状态标志寄存器和执行部件控制电路组成，用于执行指令。 （1）运算器ALU 运算器也称为算术逻辑部件，用于算术运算、逻辑运算和数据传送等操作。 （2）通用寄存器 通用寄存器如图2.2所示，共有8个，即AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI和SI，各16位。其中AX、BX、CX和DX可分别分为两个8位寄存器，依次表示为AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH和DL。这些寄存器除了作为通用数据寄存器之外，还有一些专门的用途。 AX（Accumulator）：16位累加器，在8位数据运算时，以AL作为累加器。 BX（Base）：基址寄存器。 CX（Count）：隐含为计数器。 DX（Data）：高位数据寄存器。 SP（Stack Pointer）：堆栈指针。 BP（Base Pointer）：基址指针，用来指示堆栈区域。 DI（Destination Index）：目的变址寄存器，与DS联用。字符串处理中与ES联用，隐含为目的操作数地址。 2.2 8086引脚信号与总线周期 2.2.1 引脚信号 2.2.2 总线结周期 2.3 8086微处理器工作方式 8086微处理器设有两种工作方式，即最小工作模式和最大工作模式。 2.3.1 最小工作模式 2.3.2 最大工作模式 2.3.3 中断请求与响应 2.3.4 总线请求与响应 2.3.5 复位与启动 2.3.3 中断请求与响应 2.3.4 总线请求与响应 2.3.5复位与启动 2.4 80486微处理器内部组成与工作方式 2.4.1 主要功能与特点 2.4.2 内部组成 2.4.3 80486工作方式 2.4.4 存储器管理 2.4.5 高速缓冲存储器Cache 2.4.6 浮点运算器 2.4.1 主要功能与特点 2.4.2 内部组成 2.4.3 80486工作方式 2.4.4 存储器管理 2.4.5 高速缓冲存储器Cache 2.4.6 浮点运算器 2.5 Pentium微处理器 2.5.1 Pentium微处理器概述 2.5.2 Pentium微处理器内部结构与工作方式 2.5.1 Pentium微处理器概述 2.5.2 Pentium微处理器内部结构与工作方式 2.6 64位微处理器的组成与特点 2.6.1 IA-64微处理器基本组成 2.6.2 EPIC技术 2.6.3 Itanium处理器内部组成与特点 2.6.1 IA-64微处理器基本组成 2.6.2 EPIC技术 2.6.3 Itanium处理器内部组成与特点 （4）控制部件 包括预取指令缓冲器(队列)、指令译码器、控制ROM以及控制逻辑电路。主要控制预取指令代码、译码和执行。 (5) 执行部件 包括整数寄存器、ALU流水线、地址通路流水线和二进制移位器。主要是在控制部件的控制下，执行指令序列。 (6) 浮点部件 包括控制逻辑电路、数据寄存器组、地址寄存器、乘法器和除法器等。由于是在80486的基础上进行了大的改进，因此运算速度比80486大幅度提高。 （7）分支目标缓冲器 又称为分支预知部件，用来判断分支程序的走向，以确定下一条指令能否并行执行