微型计算机系统与接口2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Home,2.1,8086/8088,CPU,内部结构,2.2 8086/8088,CPU,的引脚功能,内容简介,习题解答,2.3,80,X86/Pentium,系列,CPU,的发展,2.典型微处理器,重点,/,难点,本章详细讨论了,16,位处理器,8086,的内部功能结构、内部寄存器的功能和外部引脚的作用，以及系统对存储器的分段管理和,8086,的总线操作时序。并对高档的,80,X86,和,Pentium,系列微处理器的功能结构、主要特点进行了扼要的介绍。,Home,内容简介,2.典型微处理器,熟悉,8086,CPU,的内部结构和外部引脚功能。,熟练掌握,8086,一些特殊寄存器的功能和使用方法。,熟悉,8086,系统对存储器的分段管理，掌握物理地址和逻辑地址的换算。,Home,重点与难点,2.典型微处理器,Home,Next,2.1 8086/8088CPU的内部结构,1,一.,Intel 8086/8088 CPU,的功能结构,1.8086/8088,CPU,的内部结构,Home,Next,Back,2,2.1 8086/8088CPU的内部结构,串行工作方式：,8088,以前,的,CPU,采用串行工作方式：,1）,CPU,执行指令时总线处于空闲状态,2）,CPU,访问存储器,(,存取数据或指令,),时要等待总线操作的完成,缺点：,CPU,无法全速运行,解决：总线空闲时预取指令，使,CPU,需要指令时能立刻得到,取指令,1,执行,1,取操,作数,2,执行,2,CPU,BUS,忙碌,忙碌,忙碌,忙碌,存结果,1,取指令,2,Home,Next,Back,3,2.1 8086/8088CPU的内部结构,并行工作方式：,8088,CPU,采用并行工作方式,取指令,2,取操作数,BIU,存结果,取指令,3,取操作数,取指令,4,执行,1,执行,2,执行,3,EU,BUS,忙碌,忙碌,忙碌,忙碌,忙碌,忙碌,Home,Next,Back,4,2.1 8086/8088CPU的内部结构,二.,寄存器结构,Home,Next,Back,5,2.1 8086/8088CPU的内部结构,三.,存储器组织,存储器是由若干存储单元组成的存储整体。每个存储单元的唯一地址编号称为物理地址（,Physical Address）。8086/8088 CPU,共有,20,根地址线，可直接寻址,2,20,=1,MB,内存空间，地址范围是,00000,H0FFFFFH。,1,MB,存储空间划分成若干段，每个段限长,64,KB，,都是可独立寻址逻辑单元。各个逻辑段在物理存储器中可以是邻接、间隔、部分重叠和完全重叠的。一个物理存储单元可映像到一个或多个逻辑段。,1.,存储器结构,6,2.1 8086/8088CPU的内部结构,2.,存储器管理,存储器的操作完全基于物理地址。,问题：,8086,的内部总线和内部寄存器均为,16,位，如何生成,20,位地址？,解决：,存储器分段,段,i-1,段,i,段,i+1,高地址,低地址,段基址,段基址,段基址,段基址,最大,64,KB,Home,Next,Back,7,2.1 8086/8088CPU的内部结构,逻辑地址与物理地址的关系,Home,Next,Back,物理地址,逻辑地址,存储单元的实际地址（,20,位）,与存储单元有唯一对应关系,由,16,位的段地址和段内偏移地址组成，表示为 段地址：偏移地址,CPU,访问存储单元时使用物理地址,编程时程序以逻辑地址编址,点击演示！,Home,Back,8,2.1 8086/8088CPU的内部结构,Home,Next,Back,四.,堆栈,内存中一个按先入后出方式操作的特殊区域,每次压栈和退栈均以,WORD,为单位,SS,存放堆栈段地址，,SP,存放段内偏移，,SS:SP,构成了堆栈指针,堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要保护的数据,常用于响应中断或子程序调用,SS,低,高,SP,12H,SS,低,高,SP,Home,9,2.1 8086/8088CPU的内部结构,Home,Back,压栈前,退栈,SP,SS,高,低,高,压栈,12H,SP,F0H,SP,SP,F0H,堆栈操作,SP,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,1,1.8086,/8088,CPU,的引脚特性,Home,Back,Home,Next,Home,Back,Home,Next,Back,2,2,.8086,微处理器与,8088,微处理器的比较,指令队列的比较,数据线比较,地址线比较,8088,的指令队列为,4,字节移位寄存器,8086,的指令队列为,6,字节移位寄存器,8088,外部数据线为,8,条，应称,8088,CPU,为8,位机,8086,外部数据线为,16,条，故称,8086,CPU,为16,位机,8088和8086,的地址线均为,20条,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,Home,Back,Home,Next,Back,3,控制线比较,MEM、I/O,选择,8088,CPU /M/IO,8086CPU M/IO,8,位、,16,位数据传送,8088,仅有,8,条数据线，不能传送,16,位数据,8086有16,条数据线，可传,8,位或,16,位数据,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,Home,Back,Home,Next,Back,4,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,3,.8086,CPU,的系统配置,（以最小方式为例）,Home,Back,Home,Next,Back,5,8086,CPU,的最小,/,最大工作模式比较,最小工作模式：控制线,MN/MX=H,最大工作模式：控制线,MN/MX=L,最小工作模式：控制线由,CPU,自身产生,最大工作模式：控制线由芯片,8288,产生,最小工作模式：硬件简单，用于专用机,最大工作模式：硬件复杂，用于系统机,条件,特点,应用,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,4,.8086/8088,的主要操作功能,Home,Back,Home,Next,Back,6,一.,总线周期,注：不同,CPU,的总线周期不同,定义,组成,CPU,访问（读或写）一次存储器或,I/O,接口所需要时间，称为一个总线周期。,由多个时针周期组成。,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,Home,Back,Home,Next,Back,7,扩展总线周期,等待周期,Tw,插入,T3、T4,之间，数量不限，由控制线,READY=L,控制,空闲周期,Tt,插入,T4,之后，数量不限，由控制线,/,TEST=H,控制,基本总线周期,由四个时钟周期构成,分别称为,T1、T2、T3、T4,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,Home,Back,Home,Next,Back,8,二.,总线读和总线写操作,1.,读周期,“读”,总线周期即,CPU,将存贮器单元或,I/O,端口中的数据取出并读入,CPU,内部寄存器中的总线周期。,T1,数据,/,地址复用线发地址信息,T2,缓冲,T3、T4,数据,/,地址复用线为数据读有效,在控制线,ALE,控制下，地址信息被锁存器锁存,，,并经,AB,传送给存储器，且在读周期均有效。,存储器单元数据经,DB,送双向缓冲器，在控制线,/,RD、/DEN、DT/R,控制下完成读操作。,注：由于地址、数据信息流向不一致，需缓冲,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,Home,Back,Home,Next,Back,9,2.,最小模式下的读,时序,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,Home,Back,Home,Next,Back,10,3.,写,周期,“写”,总线周期即,CPU,将内部的寄存器中的数据写入存贮器单元或,I/O,端口中的总线周期。,T1,数据,/,地址复用线发地址信息,T2 T4,数据,/,地址复用线为数据写有效,在控制线,ALE,控制下，地址信息被锁存器锁存,并经,AB,传送给存储器，且在读周期均有效。,在控制线,/,WR、/DEN、DT/R,控制下完成写操作,数据通过双向缓冲器经,DB,送存储器单元。,注：由于地址、数据信息流向一致，不需缓冲,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,11,4.,最小模式下的写,时序,2.2 8086/8088 CPU的引脚功能,Home,Home,Back,Home,Back,2.3 80X80/Pentium系列CPU的发展,Home,Next,1,一.,80286,1.80,X86/Pentium,系列,CPU,功能的不断完善,点击演示！,2.3 80X80/Pentium系列CPU的发展,2,二.,80386,1.80,X86/Pentium,系列,CPU,功能的不断完善,点击演示！,Home,Back,Home,Next,Back,2.3 80X80/Pentium系列CPU的发展,3,三.,80486,1.80,X86/Pentium,系列,CPU,功能的不断完善,点击演示！,Home,Back,Home,Next,Back,2.3 80X80/Pentium系列CPU的发展,3,四.,Pentium,1.80,X86/Pentium,系列,CPU,功能的不断完善,点击演示！,Home,Back,Home,Next,Back,小 结,通过本章的学习：,掌握,8086,微处理器的基本结构与组成。,掌握存储单元地址的两种描述方式：物理地址和逻辑地址，及从逻辑地址到物理地址的换算方法。,熟悉,8086,微处理器的外部引脚功能。,了解,8086,系统的典型配置。,了解,8086,CPU,在最小模式下的总线操作时序，以及,CPU,各引脚信号之间的相对时间关系。,Home,Back,2.典型微处理器,