[工學]北航微機原理課件第二講

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1、第二講8086/8088CPU的結(jié)構(gòu)2009.2.24(星期二)主要內(nèi)容：1.復習三種碼制之間關(guān)系及特點2.第三章8086/8088微處理器及其系統(tǒng)三種碼制之間關(guān)系及特點：正數(shù)：原，反，補相同負數(shù)：原，反，補不同，但最高位為1。負數(shù):原→反，符號位不變，尾數(shù)按位求反反→原，符號位不變，尾數(shù)求反.原→補，符號位不變，尾數(shù)按位求反+1補→原，符號位不變，尾數(shù)求反+1[X]補＝10000000，求二進制的真值。[X]原＝11111111＋1＝－10000000＝－128真值為絕對值，為128。5.判斷溢出的方法：根據(jù)結(jié)果判斷溢出（運算結(jié)果超出了數(shù)據(jù)寬度表示的范圍127＞D＞－128）V=CD7C

2、D6，CD7CD6不等，V=1表示有溢出。兩正數(shù)相加、兩負數(shù)相加、正數(shù)與負數(shù)相加的正數(shù)幾種情況分析得到。例：正數(shù)溢出的情況X=01000000(64)10Y=01000001(65)1001000000[補碼]+01000001[補碼]=10000001[補碼](-127)10，CD7=0，CD6=1，V=1,有溢出，需要進行調(diào)整。第三章8086/8088微處理器及其系統(tǒng)分五部分討論：（一）8088編程結(jié)構(gòu)（二）8088的寄存器結(jié)構(gòu)（三）引腳功能與典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（四）存儲器組織（五）指令系統(tǒng)本講內(nèi)容：一、8086/8088微處理器1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.寄存器結(jié)構(gòu)概述INTEL8086為16位機.I

3、NTEL8088（簡稱8088）是一種準16位微處理器，在INTEL8080與8085的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。8086/88結(jié)構(gòu)特點：(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)是16位的（內(nèi)部寄存器，內(nèi)部運算部件，內(nèi)部操作按16位設計）；(2)外部數(shù)據(jù)總線8條，能處理16位數(shù)據(jù),也能處理8位數(shù)據(jù)；（具有16位運算指令，包括*、/指令）(3)匯編語言與8080/8085兼容，即能執(zhí)行整套8080/8085的指令.增加了許多16位操作指令；(4)20條地址總線，直接尋址能力1M字節(jié)；(5)40條引線封裝；(6)單相時鐘；(7)電源為5V。8086與8088的主要區(qū)別在于8086的外部數(shù)據(jù)總線16位。（一）、8088編程結(jié)構(gòu)編

4、程結(jié)構(gòu)：從程序員和使用者的角度來看的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)與CPU內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和實際布局有區(qū)別。8088編程結(jié)構(gòu)如下頁圖所示（P23）分兩部分：1、總線接口單元BIU（BusInterfaceUnit）2、執(zhí)行部件EU（ExecutionUnit）8086編程結(jié)構(gòu)1、總線接口單元BIU（BusInterfaceUnit）（1）．功能：負責與M、I/O端口傳送數(shù)據(jù)。具體講：總線接口部件要從內(nèi)存取指令送到指令隊列；CPU執(zhí)行指令時，要配合執(zhí)行部件從指定的內(nèi)存單元或者外設端口中取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)行部件；或把執(zhí)行部件的操作結(jié)果傳送給指定的M或I/O口。（2）．組成4個段地址寄存器（CS、DS、ES、

5、SS），16位指令指針寄存器IP，20位的地址加法器(16d?段地址+偏移地址＝物理地址),6字節(jié)（8086）或4字節(jié)（8088）的指令隊列,總線控制電路:處理器與外界總線聯(lián)系的轉(zhuǎn)接電路。包括三組總線：20位地址總線，16/8位雙向數(shù)據(jù)總線，一組控制總線。(3)．二點說明?指令隊列8086的指令隊列為6個字節(jié),8088的指令隊列為4個字節(jié)。不論是8086還是8088都會在執(zhí)行指令的同時從內(nèi)存中取下一條或幾條指令，取來的指令放在指令隊列中，使BIU具有預取指令的功能，是一種先進先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。?指令執(zhí)行順序順序指令執(zhí)行：指令隊列存放緊接在執(zhí)行指令后面的那一條指令。執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令：B

6、IU清除指令隊列中的內(nèi)容，從新的地址取入指令，立即送往執(zhí)行單元，然后再從新單元開始重新填滿隊列。2、EU（ExecutionUnit）執(zhí)行單元（1）、功能：負責指令執(zhí)行。（2）、組成：4個通用寄存器：AX、BX、CX、DX4個專用寄存器：BP、SP、SI、DI，標志寄存器（PSW）：9個標志位，其中6個條件標志位用于存放結(jié)果狀態(tài)，算術(shù)邏輯單元：16位加法器，用于對寄存器和指令操作數(shù)進行算術(shù)或邏輯運算，EU控制系統(tǒng)：接受從總線接口單元的指令隊列中取來的指令代碼，對其譯碼和向EU內(nèi)各有關(guān)部分發(fā)出時序命令信號，協(xié)調(diào)執(zhí)行指令規(guī)定的操作。由此可見，8086/8088取指部分與執(zhí)行部分是分開的。在一條

7、指令的執(zhí)行過程中可以取出下一條（或多條）指令，指令在指令隊列中排隊；在一條指令執(zhí)行完成后,就可以立即執(zhí)行下一條指令，減少CPU為取指令而等待的時間，提高CPU的利用率和整個運行速度。8086/8088微處理器:BIU和EU分開，取指和執(zhí)行可以重迭，大大減少了等待取指所需的時間，提高CPU的利用率。重迭操作技術(shù)：一方面提高了整個執(zhí)行速率，另一方面降低了與之相配的存儲器的存取速度的要求。（二)、8088的寄存器結(jié)構(gòu)(P22)