青岛大学电子信息学院微机原理及接口技术微处理器及微机的基本结构.ppt

第1章微处理器及其结构;1.1微型计算机系统概述;微机系统的组成;图1-2微型计算机系统的组成;1.1.2微机系统的性能指标; 计算机的存储器系统主要分为内存储器和外存储器两种。评价其性能的指标主要有：;1.1.3微型计算机的开展;

集成度

4004：2300颗晶体管

8086：29,000颗晶体管

80386：27万5千颗晶体管

Pentium：310万颗晶体管

Pentium4：4200万颗晶体管

Core2Duo：2.91亿颗晶体管;8086CPU

DB：真正的16位CPU，内外总线都是16位。

AB：有20位地址线，可直接寻址1MB空间。

8088CPU

8086的改进型处理器，指令系统与8086系统兼容。

DB：准16位机，内总线为16位，外总线为8位。

AB：有20位地址线，可直接寻址1MB空间。;1.216位微处理器及结构;1.2.116位微处理器内部结构;1.BIU(BusInterfaceUnit)：总线接口单元

〔a〕BIU的功能：负责CPU与存储器和I/O端口传送数据

①从内存取指令送到指令队列；

②配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或I/O端口中。

在取出指令的同时，从内存中取下一条或几条指令放在指令队列中。这样，CPU执行完一条指令，就可以立即执行下一条指令，而不象8位机那样让CPU轮番地进行取指令和执行指令，从而提高了CPU的效率。;〔b〕BIU的组成

4个16位段地址存放器：

16位指令指针存放器：

20位物理地址加法器：

6字节指令队列：

总线控制逻辑：;4个16位段地址存放器：指出了一个逻辑段在内存中的起始地址。

代码段存放器：CS(codesegmentregister)

数据段存放器：DS(datasegmentregister)

附加段存放器：ES(extrasegmentregister)

堆栈段存放器：SS(stacksegmentregister)；;;ALU：完成8位或16位的二进制运算，16位暂存器可暂存参加运算的操作数；

4个通用的16位存放器：

AX(accumulator)：又称为累加器

BX(base)：基址存放器

CX(count)：计数器

DX(data)：数据存放器;4个专用的16位存放器

SI(sourceindex)：源变址存放器

DI(destinationindex)：目的变址存放器

SP(stackpointer)：堆栈指针存放器

BP(basepointer)：基址指针存放器

PSW(ProcessorStatusWord)：标志存放器FLAG

存放ALU运算结果的特征和程序控制标志；

EU控制器：取指令控制和时序控制部件。;〔c〕EU的工作过程

EU从BIU的指令队列输出端取得指令，进行译码，根据指令要求向其内部各部件发出控制命令；

假设执行指令需要访问存储器或I/O端口去取操作数，那么EU将操作数的偏移地址通过内部的16位数据总线送给BIU；

等待BIU回送操作数，完成执行指令的功能。;;2.存放器结构

8086CPU内部包含有4组16位存放器

〔1〕段存放器组

〔2〕通用存放器组

〔3〕指针和变址存放器组

〔4〕指令指针及标志存放器;〔1〕段存放器组：包含CS、DS、ES、SS

代码段存放器CS

数据段存放器DS

附加段存放器ES

堆栈段存放器SS

段存放器指出其对应段的首地址——段基址。

段基址与段内偏移地址经运算形成20位物理地址。;;〔3〕指针和变址存放器组：包括SP、BP、SI、DI

这些存放器存放的内容是某一段内地址的偏移量，主要在变址运算和堆栈操作中使用。

BP和SP称为指针存放器，与堆栈段存放器SS联用，进行对现行堆栈段的访问。

BP在间接寻址中使用，操作数在堆栈段中，由SS段存放器与BP组合形成操作数地址，BP存放现行堆栈段中一个数据区的“基址〞的偏移量，因此称BP为基址指针存放器。

SP在堆栈操作中使用，堆栈操作指令PUSH和POP是从SP得到现行堆栈段的段内地址偏移量。SP始终指向栈顶。;FFFFH;

SI和DI称为变址存放器，通常与数据段存放器DS一起使用，为访问现行数据段提供段内地址偏移量。

在串操作指令中，SI、DI为隐含寻址，SI存放源操作数的段内地址偏移量，DI存放目的操作数的段内地址偏移量；SI与DS联用，而DI与ES联用。;SI〔源变址存放器〕：存放源数据串偏移地址

DI〔目的变址存放器〕：存放目的数据串偏移地址;寄存器;寄存器;〔4〕指令指针及标志存放器

〔a〕指令指针存放器IP

指令指针存放