1、第二章 8086體系結(jié)構(gòu),8086CPU結(jié)構(gòu) 8086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置 8086CPU內(nèi)部時序,2.18086CPU結(jié)構(gòu),8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8086CPU的寄存器結(jié)構(gòu) 8086CPU的管腳及功能,8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 指令執(zhí)行部件(EU，Execution Unit) 總線接口部件(BIU，Bus Interface Unit),一、 8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu),執(zhí)行部件（EU）,執(zhí)行部件（EU）主要由算術(shù)邏輯運算單元(ALU)、標志寄存器FR、通用寄存器組和EU控制器等4個部件組成。 其主要功能是執(zhí)行指令。,總線接口部件(BIU),總線接口部件(BIU)主要由地址加法器、專用寄存

2、器組、指令隊列和總線控制電路等4個部件組成。 其主要功能： 形成訪問存儲器的物理地址、訪問存儲器并取指令暫存到指令隊列中等待執(zhí)行 訪問存儲器或IO端口讀取操作數(shù)參加EU運算或存放運算結(jié)果等。,EU,BIU,指令隊列,EU和BIU的操作原則,lBIU中的指令隊列有2個或2個以上字節(jié)為空時，BIU自動啟動總線周期，取指填充指令隊列。直至隊列滿，進入空閑狀態(tài)。 lEU每執(zhí)行完一條指令，從指令隊列隊首取指。系統(tǒng)初始化后，指令隊列為空，EU等待BIU從內(nèi)存取指，填充指令隊列。,lEU取得指令，譯碼并執(zhí)行指令。若指令需要取操作數(shù)或存操作結(jié)果，需訪問存儲器或I/O，EU向BIU發(fā)出訪問總線請求。 當(dāng)BIU接

3、到EU的總線請求，若正忙（正在執(zhí)行取指總線周期），則必須等待BIU執(zhí)行完當(dāng)前的總線周期，方能響應(yīng)EU請求；若BIU空閑，則立即執(zhí)行EU申請總線的請求。,EU執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令時，若下一條指令不在指令隊列中，則隊列被自動清除，BIU根據(jù)本條指令執(zhí)行情況重新取指和填充指令隊列。,二、 8086CPU的寄存器結(jié)構(gòu),通用寄存器 段寄存器 標志寄存器FR 指令指針寄存器IP,1、 通用寄存器,指令執(zhí)行部件（EU）設(shè)有8個通用寄器,BH BL,CH CL,DH DL,AH AL,AX BX CX DX SI DI BP SP,通用寄存器,AX（Accumulator Register） 累加器一般用

4、來存放參加運算的數(shù)據(jù)和結(jié)果，在乘、除法運算、I/O操作、BCD數(shù)運算中有不可替代的作用。 BX（Base Register） 基址寄存器除可作數(shù)據(jù)寄存器外，還可放內(nèi)存的邏輯偏移地址，而AX，CX，DX則不能。,CX（Counter） 將它稱作計數(shù)寄存器，是因為它既可作數(shù)據(jù)寄存器，又可在串指令和移位指令中作計數(shù)用。 DX（Data Register） DX除可作通用數(shù)據(jù)寄存器外，還在乘、除法運算、帶符號數(shù)的擴展指令中有特殊用途。,SI（Source Index） 源變址寄存器多用于存放內(nèi)存的邏輯偏移地址，隱含的邏輯段地址在DS寄存器中，也可放數(shù)據(jù)。 DI（Destination Index） 目

5、標變址寄存器多用于存放內(nèi)存的邏輯偏移地址，隱含的邏輯段地址在DS寄存器中也可放數(shù)據(jù)。,BP（Base Pointer） 基址指針用于存放內(nèi)存的邏輯偏移地址，隱含的邏輯段地址在SS寄存器中。 SP（Stack Pointer ） 堆棧指針用于存放棧頂?shù)倪壿嬈频刂罚[含的邏輯段地址在SS寄存器中。,寄存器的特殊用途和隱含性質(zhì),在指令中沒有明顯的標出，而這些寄存器參加操作，稱之為“隱含尋址”。,2、段寄存器,總線接口部件BIU設(shè)有4個16位段寄存器 CS（Code Segment），代碼段寄存器中存放程序代碼段起始地址的高16位。 DS（Data Segment），數(shù)據(jù)段寄存器中存放數(shù)據(jù)段起始地址

6、的高16位。 SS（Stack Segment），堆棧段寄存器中存放堆棧段起始地址的高16位。 ES（Extended Segment），擴展段寄存器中存放擴展數(shù)據(jù)段起始地址的高16位。,段寄存器使用約定,3、標志寄存器FR,標志寄存器FR中共有9個標志位，可分成兩類： 狀態(tài)標志：表示運算結(jié)果的特征，是 CF、PF、AF、ZF、SF和OF 控制標志：控制CPU的操作，是 IF、DF和TF。,標志寄存器FR,4、指令指針寄存器 IP,IP ：BIU要取指令的地址。,8086是16位CPU。它采用高性能的N溝道，耗盡型負載的硅柵工藝(HMOS)制造。由于受當(dāng)時制造工藝的限制，部分管腳采用了分時復(fù)用

7、的方式，構(gòu)成了40條管腳的雙列直插式封裝,三、8086CPU的管腳及功能,最小模式：系統(tǒng)中只有8086一個處理器，所有的控制信號都是由8086CPU產(chǎn)生(MN/MX=1)。 最大模式：系統(tǒng)中可包含一個以上的處理器，比如包含協(xié)處理器8087。在系統(tǒng)規(guī)模比較大的情況下，系統(tǒng)控制信號不是由8086直接產(chǎn)生，而是通過與8086配套的總線控制器等形成(MN/MX=0)。,1、8086的兩種工作方式,最小模式,最大模式,2.28086系統(tǒng)的儲存器組織,一、8086存儲器結(jié)構(gòu) 8086系統(tǒng)中的存儲器是一個最多1M個8位數(shù)量的字節(jié)序列，即可尋址的存儲空間為1M字節(jié)，系統(tǒng)為每個字節(jié)分配一個20位的物理地址(對應(yīng)

8、16進制的地址范圍從00000HFFFFFH)。,00000H,00001H,0000FH,FFFFFH,（一）數(shù)據(jù)在內(nèi)存的位置 字節(jié)、字、雙字及其地址 （二）8086CPU對字/字節(jié)的讀操作 16位讀 從偶地址讀,8086系統(tǒng)中，存儲器是分體結(jié)構(gòu)，1M字節(jié)的存儲空間分成兩個512K字節(jié)的存儲體。 一個是偶數(shù)地址存儲體，一個是奇數(shù)地址存儲體，兩個存儲體采用字節(jié)交叉編址方式。,二、8086存儲器的分體結(jié)構(gòu),三、存儲器的分段,為什么分段 8086存儲器分4個段 段基地址與段寄存器 偏移地址的產(chǎn)生 邏輯地址、物理地址,段基地址和偏移地址組成了邏輯地址 格式為：段基地址:偏移地址,0 0 0 0,段基地址（16位）,段首地址, , ,物理地址=段基地址16+偏移地址,8086分段的好處 1、解決了16位地址寄存器對20位物理地址的尋址問題 2、實現(xiàn)了程序代碼的浮動裝配 8086復(fù)位后程序運行的起始地址,四、堆棧段的使用,所謂堆棧是在存儲器中開辟一個區(qū)域，用來存放需要暫時保存的數(shù)據(jù)，其工作方式是“先進后出”或“后進先出”的方式。 8086系統(tǒng)中的堆棧段是由段定義