80X86 CPU内部结构下载.pptVIP

微型计算机原理 授课教师： 周茂霞 第 2 章 一. 总线接口部件BIU 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）IP——16位指令指针寄存器 （3） 20位的物理地址加法器和总线控制电路 （4）6字节的指令队列 缓冲器 一. 总线接口部件BIU 组成： 1、指令队列缓冲器： 8086指令队列为6字节，8088指令队列4字节。8086/8088使用队列装置，采用流水线操作，8086预取6字节指令代码。都在执行指令的同时，从内存取出下一个字节或几个字节的指令代码，放在指令队列中，这样CPU执行完一条指令可以立即执行下一条指令，这种重叠操作的特点，提高了总线的信息传输效率和整个系统的执行速度。 总结：BIU与EU 两个单元相互独立，分别完成各自操作 两个单元可以并行执行，实现指令取指和执行的流水线操作 组成： 2、8086地址加法器 和段寄存器 组成： 2、8086地址加法器 和段寄存器 二. 执行部件 EU 执行部件不与系统直接相连，它的功能只是负责译码和执行指令，发各样的控制信号。执行的结果或执行指令的所需要的数据，由EU向BIU发出请求，再由BIU对存储器或外设存取。 组成： （1）算术逻辑单元、 （2）标志寄存器、 （3）通用寄存器组 （4）暂存寄存器 （5）EU控制电路：控制、定时与逻辑电路，接收从BIU指令队列取来的指令，经指令译码形成各种定时控制信号。 8088的内部结构 英特尔微处理器芯片 微处理器飞速发展 2.5 IBM PC /XT微型计算机系统的具体配置 2.5 .1 8086/8088 的协处理器 2. INTEL 8089 的特点 ● 它有自己的指令系统。有些指令专门为I/O操作而设计，可以完成外设监控、数据拆卸装配、码制转换、校验检索、出错处理等任务。也就是说，它可以独立执行自己的程序。 ● 支持DMA传送。8089内有两个DMA通道。对于配置了8089的CPU数据可以成块的成批发送或接收。 3. IOP与CPU的关系 在系统中，IOP与CPU的关系是：CPU在宏观上指导IOP，IOP在微观上负责输入输出及数据的有关处理；二者通过系统存储器（公共信箱）来交换各种信息，包括命令、数据、状态以及CPU要IOP执行的程序的首地址。 4. IOP与CPU的关系 IOP和CPU基本上是并行工作的，但它们都要对系统存储器进行读写，因而其并行程序受到系统总线的限制。 2.5 IBM PC /XT微型计算机系统的具体配置 2.5 .1 8086/8088 的协处理器 5、8089与8086/8088CPU协同工作时，有两种基本结构： 本地方式：特点：共享系统总线与I/O总线，在不增加外设的情况下完成两个DMA通道的功能。 8086/8088CPU为系统总线主控者，8089为从属设备。 远程方式：共享系统总线与I/O总线，但8089有自己的局部总线，当CPU占用总线时，8089利用自己的总线，并行工作访问I/O设备和本地存储器，且不允许CPU访问。 2.5 IBM PC /XT微型计算机系统的具体配置 2.5 .1 8086/8088 的协处理器 三、操作系统固件 80130 80130是以固件的形式为用户提供一个定义完好的、并已调试完成的多任务操作系统原型，为8086/8088系统的实时多任务系统的实现提供了一个极为方便的硬件。当80130与CPU配接后就构成了一个完整的操作系统处理器（OSP） 80130指令：除包括80X86的标准指令还有35条操作系统原有指令其功能分为作业管理、中断管理、存储器管理、区域管理、及环境管理所有功能都是CPU与80130共同操作的结果。 连接80130固件可以方便地实现了多通道和多任务的运行。 2.5 IBM PC /XT微型计算机系统的具体配置 2.5 .1 8086/8088 的协处理器 四、多处理器系统 为了提高微型机系统的性能，除采用主处理器外，通常还 附加若干个有特定功能的处理器，组成一个多处理器系统。多处理器类型很多，应要求设计不同而异。 多处理器设计时考虑的共同性的问题： （1）总线争用问题 （2）相互之间的通信。 最大方式所提供的的多处理器系统三种基本组态： 协