微处理器的典型结构.PPT

本章主要内容 1、微处理器的典型结构及其功能 2、8086CPU的内部功能结构及其工作原理 3、8086的存储器分段组织，8086/8088的两种工作模式 4、8086CPU的外部引脚及功能 最小组态的总线形成 最大组态的总线形成 8088的引脚图 (5)M/IO (Memory Input and Output)存储器/输入输出控制信号，输出，三态。 (6)WR(Write)写控制信号，输出，三态，低电平有效。 (7)HOLD(Hold Request)总线保持请求信号，输入，高电平有效。是系统中的 其他总线主控部件向CPU发出的请求占用总线的控制信号。 (8)HLDA(Hold Acknowledge)总线保持响应信号，输出，高电平有效。是与HOLD配合使用的联络信号。 6.8086最大工作方式时的引脚功能 (1) 总线周期状态信号， 输出，三态。 (2) 队列状态信 号，输出。 (3) LOCK 总线封锁信号，输出，三态。 第三节 80x86系列微处理器 2.3.1 Intel 80286微处理器 与8086相比，80286微处理器主要有以下4个显著的改进： (1)由于地址线的增加，使其内存容量提高。 (2)时钟频率提高，使得处理速度加快。 (3)可同时运行多个任务。 (4) 80286增加了一种工作方式。 1.总线接口部件（BIU) BIU负责处理CPU 和系统总线之间的所有通信和数据传输，当数据存取请求与预取指令请求同时发生时，BIU将优先处理数据存取操作。BIU包括地址锁存和驱动器、预取器、协处理器接口、总线控制器、数据收发器和6B的预取队列。 2.指令部件（IU) IU包括指令译码器和已译码指令队列，负责从预取队列中取代码并送入译码器中，译码器将每个指令 字节译码变成69位的内部码形式，然后存入已译码指令队列中，已译码指令队列可存放3条被译码指令的内部码，共占69×3位，可以立即执行。 3.执行部件（EU) EU负责指令的执行，即从指令部件IU中取出已译码的指令并直接执行。它包括算术逻辑部件ALU及标志寄存器、通用寄存器阵列和控制电路等。 4.地址部件（AU) AU负责物理地址的生成。包括物理地址发生器、段寄存器、段描述符高速缓冲寄存器等。 2.3.2 Intel 80386微处理器 1985年10月，Intel公司推出与8086、80286相兼容的高性能32位微处理器80386。80386针对多用户和多任务的应用而设计，是具有片内集成的存储管理部件和保护机构的全32位微处理器。 与80286相比，80386微处理器主要有以下改进： (1)由于地址线的增加，使它的寻址能力增强。 (2)时钟频率提高，使得处理速度加快。 (3)增强了存储器管理部件的功能。 (4)80386增加V86(虚拟8086)工作方式。 (5)将80286的4级流水线体系结构增加到6级，并首次引入指令流水线的设计思想。 1.总线接口部件BIU 总线接口部件(BIU)负责CPU与外部总线的数据交换。在80286的基础上将指令预取部件分离出去，并增加了总线请求判优器。 * 第2章 微处理器 第一节 微处理器概述 1.微处理器的典型结构 典型微处器也是原始意义上的微处理器，其结构如图2-1所示。 图2-1 微处理器的典型结构 从图中可知，微处理器主要由3部分组成，它们分别是： (1)运算器 (2)控制器 (3)寄存器阵列 2.微处理器的功能 (1)指令控制。 (2)操作控制。 (3)时间控制。 (4)数据加工。 另外，还要通过存储少量数据和响应其他部件发来的中断请求等功能来保证CPU的顺利运行。 第二节 8086/8088微处理器 2.2.1 8086CPU的内部功能结构 1.总线接口单元BIU 总线接口单元BIU的功能是根据执行单元EU的请求，负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送,8086 CPU与存储器或I/O设备之间的接口部件，负责全部引脚的操作。 BIU主要由下列几个部分组成: (1)4个16位段地址寄存器。 (2)16位指令指针寄存器IP（Instruction Pointer）。 (3)20位物理地址加法器。 (4)指令队列缓冲器。 (5)总线控制逻辑和内部通信寄存器。 2.执行部件EU 执行部件EU的功能是从BIU的指令队列中取出指令代码，并对指令进行译码，根据指令要求向EU内部各部件发出相应的控制命令以完成每条指令所规定的功能。 主要由以下几部分组成