第五章微处理器.ppt
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第五章 微处理器 CPU的特点 可以进行算术和逻辑运算 保存少量数据 对指令进行译码并执行规定的动作 与存储器、外设交换数据 提供系统所需要的定时和控制 可以响应其它部件发送过来的中断请求 CPU的内部结构 算术逻辑部件 ( ALU ) 累加器和通用寄存器组 程序计数器、指令寄存器和译码器 时序和控制部件 5.1 8086/8088 CPU 8086 CPU 的特点 最早采用流水线结构的微处理器 采用分时复用的总线结构 存储器空间进行分段管理 具有丰富的指令集 具有丰富的寄存器组 容易构成时序系统 5.2 IBM PC 微型计算机及其工作原理 IBM PC 计算机的分段存储器结构 CISC 技术与 RISC 技术 CISC ---- 复杂指令系统计算机 CISC结构的计算机 系列机的发展,使得计算机的指令系统变得越来越复杂 VAX – 11/780 303条指令 缩小与高级语言语义的差异和有利于操作系统的优化 CISC 结构计算机的缺点 指令的使用频度不均衡 限制了机器速度的进一步提高 不利于微处理器先进技术的采用 RISC ---- 简化指令系统计算机 RISC 技术的特征 精简指令集,减少指令的执行周期数 计算机执行程序所需的时间 P = I * C * T I:高级语言程序编译后在机器上运行的机器指令数 C:执行每条机器指令所需的平均机器周期 T:每个机器周期的执行时间 选取使用频率较高的一些简单指令以及一些很有用但又不复杂的指令 指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少 只有取数/存数( LOAD/STORE )指令访问存储器,其余的指令都在寄存器内完成 采用流水线技术,大部分指令在一个时钟周期内完成。 控制器采用组合逻辑控制,不用微程序控制 CPU中有多个通用寄存器 采用优化的编译程序 RISC 与 CISC 的比较 充分利用芯片的面积 提高计算机的运算速度 便于设计、降低成本,提高可靠性 有效支持高级语言程序 * * 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21 地 AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK 地 Vcc (5V) AD15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 BHE/S7 MN/MX RD HOLD (RQ/GT0 ) HLDA ( RQ/GT1 ) WR ( LOCK ) M/IO ( S2 ) DT/R ( S1 ) DEN ( S0 ) ALE ( QS0 ) INTA ( QS1 ) TEST READY RESET 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10
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