[工学]第2章 微处理器与系统结构.pptVIP

第2章 微处理器与系统结构 （2）物理地址空间 指系统中实际存在的地址空间。由实际物理内存空间和虚拟内存 空间（磁盘）组成。 （3）段描述符 存于GDT、LDT表中，由8个字节的内容组成，指出了线性地址空间 中一个段的段基址、段界限和段属性。一般由编译系统或操作系统产生。 我们现在的PC机， 一般都有256MB实际物理内存+xxxMB虚拟内存。 Base(31...24) Attributes Base(23...0) Limite(15...0) m+7 m+6 m+5 m+4 m+3 m+2 m+1 m+0 描述符的格式： 2.3 Pentium微处理器 （4）段选择符(段选择子) 存于段寄存器CS、DS等段寄存器中，由16位的内容组成，指出了 一个段的段描述符在GDT/LDT 中的位置。 TYPE S DPL P m+6 m+5 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 G D/B 0 AVL Limit(19...16) 段选择符的格式： D15 D0 RPL TI INDEX D2 D1 段描述符的13位索引值 2.3 Pentium微处理器 粒度位(G=0时,段限以字节为单位; G=1时,段限以页为单位。 GDT 段描述符 2. 逻辑地址转换为线性地址的过程 GDT的32位基址 D15 D0 D47 GDT的限界 GDTR ＋ 13位索引值 ×8 32位基址 线性地址空间 线性地址 ＋ 32位段基址 20位段限 16位限界 偏移量 D0 D31 选择符 D0 D15 逻辑地址（虚拟地址） 段 2.3 Pentium微处理器 编写程序时，程序中给定的是一个二维的逻辑地址 （虚拟地址）。分段部件则将逻辑地址转换成一维的32 位线性地址。具体操作为：处理器根据段选择符的指向, 从GDT/LDT中读出段描述符, 然后将段描述符中定义的 段基址和逻辑地址中的偏移量相加，形成32位线性地址， 若没有使用分页,这时的线性地址就是物理地址。如果使 用了分页，则页地址转换所生成的就是物理地址。 逻辑地址 线性地址 物理地址 分段部件 分页部件 2.3 Pentium微处理器 （4KB小页模式） 3. 线性地址转换为物理地址的过程 （4KB） （4KB） （20位） 20位 基址 20位 基址 10位×4 10位×4 212 2.3 Pentium微处理器 * * 2.1 微处理器的基本结构 2.2 Intel 8086微处理器 2.3 Pentium 微处理器 2.1 微处理器的基本结构 二、控制器 一、运算器 三、寄存器组 2.1 微处理器的基本结构 一、运算器 其核心是算术逻辑单元（ALU） 实现二进制算术运算和逻辑运算。 算术运算：加、减、乘、除。 定点数 浮点数 逻辑运算：与、或、非、异或等。 标志寄存器 数据暂存器 ALU 数据暂存器 2.1 微处理器的基本结构 二、控制器 指令 译码器 程序计数器 节拍 发生器 时钟 T 1.控制器的实现方式。 组合逻辑控制器 微程序控制器 形成微操作 控制信号 2.指令周期、总线周期 与时钟周期。 总线周期 指令周期 +1 微操作 控制器 地址码 操作码 指令寄存器 2.1 微处理器的基本结构 三、寄存器组 1.按存放内容来分 地址寄存器 指令寄存器 数据寄存器 标志寄存器 2.按使用范围来分 通用寄存器 专用寄存器 寄存器组 程序计数器 标志寄存器 2.1 微处理器的基本结构 寄存器组 标志寄存器 数据暂存器 ALU 数据暂存器 指令 译码器 微操作 控制器 节拍 发生器 程序计数器 时钟 地址码 操作码 指令寄存器 2.2 Intel8086微处理器 一、8086CPU的功能结构 二、8086CPU的寄存器组 2.2 Intel 8086微处理器 一、8086CPU的功能结构 1.总线接口单元（BIU） 2.执行单元（EU） 注意：EU和BIU