《微机原理与接口技术》第2章 微处理器.pptVIP

规则字和非规则字： 规则字：从偶单元开始存放的字数据。 非规则字：从奇单元开始存放的字数据。 对于规则字，8086CPU只需要一个总线周即可存取；对于非规则字需要二个总线周期才能存取。 对于规则字和非规则字，8088CPU都需要二个总线周期才能存取。 1. 存储器的分段和段地址 8086/8088CPU采用分段方式管理1MB的存储空间，一个存储器的逻辑地址由段地址和段内偏移地址构成，段地址和段内偏移地址的长度均为16位。每个段的最大值是64K。 存储器的分段管理如下图所示。 0FFFFH … … 00001H 00000H 物理内存 段1 段2 段3 对于8086/8088CPU来说，可以设置任意多个段，但当前段最多只能有4个：分别用CS、DS、SS和ES来表示。 在8086/8088的存储空间中，将16字节的存储空间称为一节，能被16整除的地址称为节边界（如：0、16、32等）。 2. 存储器的逻辑地址和物理地址 0FFFFH … 12345H 00001H 00000H 物理地址 物理内存 内存的每一个单元都有一个唯一的地址，这个地址的表示有二种方法： 物理地址：20位，CPU访问内存时需要给出物理地址。 逻辑地址：由段地址和编移地址构成，是编程时所用。 逻辑地址1： 段地址:1200H 偏移地址:0345H 逻辑地址2： 段地址:1100H 偏移地址:1345H 物理地址 = 段地址×16+偏移地址 当系统加电启动时： CS = 0FFFFH , IP = 0000H 所以计算机的第一条指令是从物理地址0FFFF0H处开始执行的。 3.存储器分段组织带来存储器管理的新特点 4.特殊的存储器区域 中断向量区：00000H～003FFH，共1KB空间 显示缓冲区： 单色显示器的显示缓冲区： 地址空间：B0000H～B0F9FH 存放所显字符ASCII和属性 彩色显示器的显示缓冲区： 地址空间：B8000H～BBF3FH 存放像素代码 2.3 8086/8088的工作模式及外部结构 8086/8088有2种工作模式： 最大模式：工作于多处理器系统 最小模式：工作于单处理器系统 2.3.1 指令周期、总线周期及时钟周期 1. 指令周期 指一条指令从内存中取出到执行完规定的动作所用的时间。 2. 总线周期 进行一次总线操作(访存或访I/O)所需的时间。 3. 时钟周期 是系统工作的最小时间单位，取决于系统的主频。 2.3.2 8086/8088CPU引脚信号及功能 1. 8086CPU引脚功能 AD15～AD0(双向三态)：16位地址/数据复用总线。 AD19～16/S6～3 (输出，三态)：高4位地址/状态信号复用总线。 BHE/S7 (输出，三态)：数据高8位允许信号/状态信号复用总线。 INTR(输入)：可屏蔽中断请求信号。 NMI(输入)：不可屏蔽中断请求信号。 RD(输出，三态)：读信号。 READY(输入)：存储器或外设准备就绪信号。 RESET(输入)：复位信号，至少保持高电平4个周期。CPU复位后，CS=0FFFFH，其它寄存器内容为0000H。 DEN(输出，三态)：数据允许信号。 RQ/GT0、RQ/GT1(输入/出)：总线请求/应答信号。 INTA(输出)：中断响应信号。 DT/R(输出，三态)：数据发送/接收信号。 M/IO(输出，三态)：访存/外设控制信号。 CLK(输入)：时钟输入信号。 WR (输出，三态)：写控制信号。 MN/MX(输入)：最小/最大模式信号。 2.3.3 8086最大/最小模式下的典型配置 Intel微处理器与指令系统 Intel微处理器与指令系统 2.4 8086/8088微处理器的基本时序 2.5 80X86至Pentium系列微处理器 从1982年后Intel公司先后推出了多种型号的微处理器，除具备8086的基本功能外，主要增加了虚拟存储、特权保护、任务管理、时钟倍频技术、预测技术等功能。 2.5.1 Pentium微处理器的内部结构 Pentium微处理器的内部结构： 内部寄存器为32位 外部数据线64位，地址线32位 有2条相对独立的并行指令流水线：U线和V线 2.5.2 Pentium微处理器的特点 2条流水线构成超标量流水线结构 U流水线可以执有的整数和浮点运算，V流水线只能执行简单的整数运算和一条异常指令FXCH。 重新设计浮点部件，流水线达8级 独立的指令和数据Cache 分支预测 采用64位外部数据总线。 2.5.2 Pentium微处理器的程序设计模型 1. 基本结构寄存器 ESI EDI EBP ESP E