第五章微处理器总线时序和系统总线要点.ppt

第五章 处理器总线时序和系统总线 本章内容简介： 1. 8086的引脚特性及工作模式； 2. 8086的典型的总线操作时序； 3、标准总线简介 本章讲纲 5.1 基本概念 5.2 8086的引脚功能及操作时序 5.3 总线技术 第一节 基本概念 一、主频、外频和倍频系数 二、T状态 三、总线周期 四、指令周期 五、时序 六、时序图 第一节 基本概念 一、主频、外频和倍频系数 1、时钟 (1)时钟信号是按一定的电压幅度，按一定的时间间隔发出的脉冲信号； (2) 时钟信号是CPU的所有操作的基准。即CPU的所有操作均具有严格的定时和先后关系； 2、CPU的主频：CPU内部的工作频率； 3、外频/系统频率：CPU的外部总线的工作频率； 4、倍频系数：CPU主频与外频的比例系数； 第一节 基本概念 5、外频的性能指标 频率：单位时间内脉冲的个数； 周期：一个完整脉冲所占用的时间； 占空比：高电平在脉冲周期内所占的比例； 8086的工作频率为4.77M，占空比为1：3 第一节 基本概念 二、T状态 相邻两个时钟脉冲之间的时间间隔称为一个T周期或T状态； 每个T状态包含：下降沿、上升沿、高电平、低电平 第一节 基本概念 三、总线周期 1、CPU可以通过总线完成对存储器、IO口的操作，这些操作称为总线操作； 2、总线周期：执行一次总线操作所需要的时间； 读取存储器操作 存储器读周期 写存储器操作 存储器写周期 读IO端口操作 IO端口读周期 写IO端口操作 IO端口写周期 中断响应操作 中断响应周期 第一节 基本概念 三、总线周期 3、基本总线周期 8086的一个基本总线周期包含4个T周期（状态），在每个T周期内，CPU会做不同的操作； 第一节 基本概念 四、指令周期 1、执行一条指令所需要的时间称为指令周期； 2、执行指令所需要的时间由以下部分组成： 取指令、执行指令、取操作数、存操作数； 3、指令周期可以由执行指令所需要的T周期来表示； 4、由于指令类型或操作数不同，指令周期也不同 例： MOV BX，AX 7个T周期 MUL BL 70-77个T周期 MOV [BX]，AX 14个T周期 第一节 基本概念 四、指令周期 5、在一个指令周期内，可能会包含若干个总线周期； 例： 分析ADD [BX]，AX的执行过程 取指令： 存储器读周期 取[DS:BX]内容：存储器读周期 写结果： 存储器写周期 6、8086内部由于总线接口部件和执行单元分开，在某些情况下可以不考虑取指令时间； 第一节 基本概念 五、时序和时序图 为了实现某个操作，芯片在时钟的统一控制下，按一定的时间先后顺序发出响应的控制信号，这个时间顺序就是时序； 描述某一操作过程中，芯片/总线上有关引脚信号随时间发生变化的关系图，即时序图。 时序图以时钟脉冲信号作为横坐标轴，表示时间顺序；纵轴上是有关操作的引脚信号随时间发生变化的情况，时序图中左边出现的事件发生在右边之前。 第一节 基本概念 第一节 基本概念 五、时序和时序图 在理解时序图时需注意以下几点： 1、各个信号的意义； 2、所关心信号的起始时刻、结束时刻； 3、时序图中的标注； 5、对控制时钟信号的边沿对齐情况； 第一节 基本概念 小结： 1、CPU实际是一个比较复杂的时序逻辑电路； 2、各种周期的关系 时钟信号（T周期） 基本总线周期 指令周期 第二节 8086的引脚功能及操作时序 一、8086的引脚功能及工作模式 二、8086的基本操作时序 第二节 8086的引脚功能及操作时序 一、8086的引脚功能及工作模式 1、引脚功能 40脚双列直插； 提供两种工作模式； 不同工作模式下，第24-31脚信号不同； 1. 电源、时钟和工作模式选择 Vcc 接+5V CLK接4.77MHz 2个GND接地 MN/MX接 +5V 2. 访问I/O端口、存储器的控制信号 IO/M 选择I/O或存储器操作 RD 读操作控制 WR 写操作控制 3. 地址/数据、地址/状态复用信号 AD7~ AD0 地址/数据复用信号 A15~ A8 地址线 A19~ A16/S6~ S3 地址/状态复用信号 S6=0，S5=IF，S4、S3当前使用段寄存器 00-ES，01-SS，10-CS/未用，11-DS 4. 地址锁存允许信号ALE 第二节 8086的引脚功能及操作时序 2、最小组态和最大组态 使用8086构成系统时，根据系统所连接的存储器和外设规模的不同，分为两种最大组态和最小组态； 8086处于的工作模式由第33