1、1,微機接口與通信,主講：任國林,2,第一章 微機結(jié)構(gòu)的發(fā)展,3,第一節(jié) 微機的整機結(jié)構(gòu),一、微機的組成,CPU與I/O設(shè)備通信I/O接口,CPU與外部通信總線,4,二、本課程內(nèi)容安排,CPU如何與總線通信：CPU的信號與工作模式,CPU如何與MEM或I/O設(shè)備通信：I/O接口與譯碼,總線如何工作：總線標(biāo)準,I/O接口如何主動與CPU通信：中斷8259和DMA,I/O接口的定時與計數(shù)實現(xiàn)：8254,I/O接口的并行通信：8255與打印機接口標(biāo)準,I/O接口的串行通信：串行通信協(xié)議與8250,5,第二節(jié) 微處理器結(jié)構(gòu),一、8086/8088微處理器,6,1. 8086/8088引腳信號,AD0-

2、AD7 A8-A15 A16/S3-A19/S6 S0-S2 NMI、INTR 其它信號,7,S4、S3的組合所代表的正在使用的寄存器,S5：=1，CPU可響應(yīng)可屏蔽中斷請求； =0，CPU禁止一切可屏蔽中斷請求。,S6：恒等于零。,8,2. 8086/8088的最小工作模式,9,8088總線操作,10,3. 8086/8088的最大工作模式,11,8288引腳圖,12,8288在PC/XT機中的連接,13,14,4. 8086/8088的存儲器管理,16位段地址,16位段內(nèi)偏移,:,6417H0100H 6417H10H + 0100H = 64170H + 0100H = 64270H,采

3、用了內(nèi)存分段的辦法，內(nèi)存分為若干段，段的大小根據(jù)需要決定，最大為64KB,15,二、Pentium微處理器,16,1. Pentium的寄存器,a.通用寄存器,16位通用寄存器,高16位擴展,32位通用寄存器,EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP和ESP,b.段寄存器,CS, DS, SS, ES, FS和GS,c.指令指針寄存器,16位的IP,高16位擴展,32位指令指針寄存器EIP,17,d.標(biāo)志寄存器,18,e. 控制寄存器,19,2. Pentium的工作模式,實地址模式 - 1MB空間，分段管理，全在0級,保護模式 - 存儲器采用虛擬地址空間、線性地址空

4、間和物理地址空間三種方式來描述- 虛擬地址空間64TB（248）- 4級管理，可以使用分頁技術(shù),虛擬8086模式,系統(tǒng)管理模式,20,三、 Pentium II 微處理器,21,Pentium Pro核心+MMX,1. 特點,雙獨立總線結(jié)構(gòu)- 后端總線連接到L2 Cache上 - 前端總線FBS主要負責(zé)主存儲器的信息傳送操作,采用了最新的Slot1接口標(biāo)準,借鑒了RISC技術(shù)來實現(xiàn)傳統(tǒng)的x86指令系統(tǒng)- 每一條x86操作都轉(zhuǎn)換成簡單的微操作,采用動態(tài)執(zhí)行技術(shù)和寄存器重命名技術(shù),2. 控制寄存器,22,四、Pentium III 微處理器,增加了70條SSE指令 - 8條內(nèi)存連續(xù)數(shù)據(jù)流優(yōu)先處理指

5、令 - 50條單指令多數(shù)據(jù)流浮點運算指令 - 12條新的多媒體指令,增加了8個128位單精度浮點數(shù)寄存器,首次內(nèi)置序列號,加快了前端總線,23,五、時鐘周期、總線周期和指令周期,每兩個時鐘脈沖上升（下降）沿之間的時間間隔稱為T狀態(tài)，也稱為時鐘周期（Clock Cycle）,CPU從存儲器或輸入/輸出端口，存取一個字節(jié)所要花費的時間稱為一個總線周期（Bus Cycle）,執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期（Instruction Cycle）,24,25,第三節(jié) PC系列微機結(jié)構(gòu)發(fā)展,一、PC/XT,結(jié)構(gòu)，支持芯片功能、連接方式,26,二、386/486,27,三、 南北橋結(jié)構(gòu)的Pentium

6、 II,28,四、中心結(jié)構(gòu)的Pentium III,29,五、現(xiàn)代微機發(fā)展的特點,微處理器性能不斷增強 微處理器支持芯片被高度集成 主板總線結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 保持向上兼容性 微機主板結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化,30,第四節(jié) Intel 815EP芯片組,31,一、82815EP MCH芯片,具有32位系統(tǒng)總線，66/100/133MHz系統(tǒng)總線頻率 集成SDRAM控制器 支持包含4X AGP數(shù)據(jù)傳送的AGP 2.0 符合ACPI電源管理規(guī)范- Full-on（S0，全開） - Stop Grant（S1，停允許） - Suspend to RAM（S3，掛起到RAM） - Suspend to Disk（S4，掛起到磁盤）- Soft-off（S5，軟件關(guān)） 具有APIC緩沖管理 支持82801AA（ICH）和82801BA（ICH2）兩種芯片的橋電路,32,33,二、82801BA（ICH2）芯片,支持PCI2.2規(guī)范,集成了LAN（局域網(wǎng)）控制器,集成了IDE控制器 ,支持Ultra ATA/100/66/33,集成了USB控制器，符合USB1.1規(guī)范,為音頻和電話編碼解碼器設(shè)置的AC97鏈接,集成了中斷控制器,基于82C54的時鐘,擁有256字節(jié)電池供電的CMOS SRAM，硬件實現(xiàn)世紀變換,有兩個級聯(lián)