掌握CPU的内部结构和特点了解CPU外部引线及.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《掌握CPU的内部结构和特点了解CPU外部引线及.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《掌握CPU的内部结构和特点了解CPU外部引线及.ppt(87页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、掌握CPU的内部结构和特点了解CPU外部引线及 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2.1 8088/86 概述8088、8086基本类似基本类似16位位CPU、地址总线(、地址总线(AB)宽度)宽度20位位差别:差别:指令队列:指令队列:8088为为4字节,字节,8086为为6字节字节数据总线:数据总线:8088有有8根,根,8086有有16根根8088为准为准16位位CPU:与当时已有的与当时已有的8 8位外设接口位外设接口芯片兼容芯片兼容本课程主要
2、介绍本课程主要介绍8088(IBM PC采用)采用)2.2 8088的内部结构的内部结构执行单元(执行单元(Execute Unit)总线接口单元总线接口单元(Bus Interface Unit)8088的内部结构的内部结构1 2 3 4 内部暂存器内部暂存器 IP ES SS DS CS输入输入/输出输出控制电路控制电路外外部部总总线线执行部分执行部分控制电路控制电路ALU标志寄存器标志寄存器 AH AL BH BLCH CL DH DL SP BP SI DI通用通用寄存器寄存器地址地址加法加法器器指令队列指令队列执行部件执行部件(EU)总线接口部件总线接口部件(BIU)16位位20位位
3、16位位8位位 BIU 功能功能:负责与负责与 M M、I/O 端口传送数据端口传送数据。从内存取指令送到指从内存取指令送到指令队列;令队列;CPUCPU执行指令时,要执行指令时,要配合执行部件从指定配合执行部件从指定的内存单元或者端口的内存单元或者端口中取数据,将数据传中取数据,将数据传送给送给EUEU;把把EU的操作结果存储的操作结果存储到指定的到指定的M或或I/O口。口。BIU 组成组成:4个段寄存器个段寄存器1个指令指针寄存器个指令指针寄存器(IP)20位地址加法器(位地址加法器()4字节指令队列字节指令队列BIU部分控制电路部分控制电路 指令队列指令队列8086 的为的为6个字节个字
4、节,8088 的为的为4个字节。个字节。BIU 具有预取指令的功能,是一种先进先出(具有预取指令的功能,是一种先进先出(FIFO)的数据结)的数据结构。不论是构。不论是8086还是还是8088都会在执行指令的同时从内存中取下一都会在执行指令的同时从内存中取下一条或几条指令,取来的指令放在指令队列中条或几条指令,取来的指令放在指令队列中.指令执行顺序指令执行顺序 顺序指令执行:指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指顺序指令执行:指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指令。令。执行转移指令:执行转移指令:BIU 清除指令队列中的内容,从新的地址取入清除指令队列中的内容,从新的地址取入指令,立即送
5、往执行单元,然后再从新单元开始重新填满队列。指令,立即送往执行单元,然后再从新单元开始重新填满队列。三点说明三点说明1 2 3 4 内部暂存器内部暂存器 IP ES SS DS CS输入输入/输出输出控制电路控制电路外外部部总总线线执行部分执行部分控制电路控制电路ALU标志寄存器标志寄存器 AH AL BH BLCH CL DH DL SP BP SI DI通用通用寄存器寄存器地址地址加法加法器器指令队列指令队列执行部件执行部件(EU)总线接口部件总线接口部件(BIU)16位位20位位16位位8位位8088的内部结构的内部结构功能:负责指令执行。功能:负责指令执行。组成:组成:4个通用寄存器个
6、通用寄存器4个专用寄存器个专用寄存器1个标志寄存器个标志寄存器算术逻辑单元(算术逻辑单元(16 位)位)执行部件控制系统:执行部件控制系统:接收从接收从BIU指令队指令队列中取来的指令代码,列中取来的指令代码,译码和向译码和向 EU 内各有关内各有关部分发出时序命令信部分发出时序命令信号,协调执行指令规号,协调执行指令规定的操作。定的操作。DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器PSW标志标志寄存器寄存器执行部件控制电路执行部件控制电路指令译码器指令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组指指令令队队列列总线总线接口接口控制控制电路电路运运算算器器
7、地地址址加加法法器器、指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4、数据数据1数据数据2数据数据3、地址总线地址总线AB数据总线数据总线DB控制总线控制总线CB地地址址译译码码器器CPU 总线总线 内存内存工作原理工作原理:取指令取指令,执行指令执行指令并行工作方式:并行工作方式:流水线流水线取指令取指令2 取操作数取操作数BIU存结果存结果1 取指令取指令3 取操作数取操作数 取指令取指令4执行指令执行指令1执行执行 2执行执行3 EU总线总线忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌l指令预取队列的存在使指令预取队列的存在使EU和和BIU可同时工作可同时工作l一个简单的一个简单的2级流水
8、线级流水线l新型新型CPU将一条指令划分成更多的阶段,以便可以将一条指令划分成更多的阶段,以便可以同时执行更多的指令同时执行更多的指令空闲空闲物理地址物理地址.60000H 60001H 60002H 60003H 60004H.12HF0H1BH08H 存储器的操作完全存储器的操作完全基于物理地址。基于物理地址。问题:问题:80888088的内部总线和内部的内部总线和内部寄存器均为寄存器均为1616位,如何位,如何生成生成2020位地址?位地址?解决:解决:存储器分段存储器分段2.3 存储器组织1.存储器分段存储器分段高地址高地址低地址低地址段地址段地址段地址段地址段地址段地址段地址段地址最
9、大最大64KB段i-1段i段i+1最小最小16B16位二进制数可表示位二进制数可表示216=65536=64K个地址个地址 范围:范围:0000H FFFFH2.物理地址的形成段地址段地址:只取段起始地址高只取段起始地址高16位值。位值。偏移地址偏移地址:段内某内存单元物理地址相对段起段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。始地址的偏移值。0 0 0 0段地址(段地址(16位)位)段首地址(段首地址(20位)位)60002H00H12H60000H物理地址物理地址=段地址段地址16+偏移地址偏移地址物理地址物理地址=段地址段地址10H+偏移地址偏移地址.20000H20000H25F60
10、H25F60H25F61H25F61H25F62H25F62H25F63H25F63H段地址段地址:2000H:2000H段内偏移地址段内偏移地址:5F62H5F62H逻辑地址与物理地址逻辑地址与物理地址逻逻辑辑地地址址2FFFFH2FFFFH段寄存器段寄存器:专门存放段地址专门存放段地址代码段寄存器代码段寄存器:CS数据段寄存器数据段寄存器:DS堆栈段寄存器堆栈段寄存器:SS附加段寄存器附加段寄存器:ES 存储器存储器8K代码代码 2K数据数据 2K堆栈堆栈02000H04800H04000H0200H0400H0480H DSESSSCSIPAB地地址址加加法法器器指令的地址固定由指令的地
11、址固定由CSCS和和IPIP决定:决定:例:例:开机或开机或RESET后,后,(CS)=FFFFH,(IP)=0。故故8088执行的第一条指令所在内存的物理地址为:执行的第一条指令所在内存的物理地址为:PA=(CS)10H+(IP)=FFFF H 10H+0 =FFFF0H3.3.逻辑地址与物理地址逻辑地址与物理地址逻辑地址的组成逻辑地址的组成 段地址:偏移地址段地址:偏移地址逻辑地址的来源逻辑地址的来源操作类型 默认段址偏移地址物理地址计算取指令CSIP(CS)16d+(IP)堆栈操作SSSP(SS)16d+(SP)BP间址SS有效地址EA(SS)16d+EA存取变量DS有效地址EA(DS)
12、16d+EA例已知已知CS=1055H,DS=250AH,ES=2EF0H,SS=8FF0H,DS段有一操作数,其偏移地址段有一操作数,其偏移地址为为0204H,1)画出各段在内存中的分布;画出各段在内存中的分布;2)指出各段首地址;指出各段首地址;3)该操作数的物理地址该操作数的物理地址=?10550H250A0H2EF00H8FF00HCSSS CSDSES解:解:操作数的物理地址为:操作数的物理地址为:250AH10H+0204H=252A4H地址地址252A4H=0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 BA19 A17 A12 A020根地址线根
13、地址线:1.8088CPU中,若(中,若(DS)6100H,则当前,则当前数据段的起始地址是什么?末地址是什么?数据段的起始地址是什么?末地址是什么?练习练习段的起始地址段的起始地址:6100:61000 0H H段的末地址段的末地址:61000H+(10000H 1)=61000H+0FFFFH=70FFFH练习练习2.给定一个存放数据的内存单元的偏移给定一个存放数据的内存单元的偏移地址是地址是20C0H20C0H,(,(DSDS)=0C00EH=0C00EH,求出该,求出该内存单元的物理地址。内存单元的物理地址。物理地址(物理地址(DSDS)10H+EA10H+EA0C00E0H+20C0
14、H0C21A0H练习练习3.某程序数据段中有一个字数据某程序数据段中有一个字数据1234H,若已,若已知知DS=5AA0H,它的偏移地址为,它的偏移地址为245AH,试画,试画出它在存储器中的存放情况。出它在存储器中的存放情况。5CE5AH34H12H5CE5BH存储器存储器物理地址物理地址:=(DS)10H+EA=5AA00H+245AH=5CE5AH(5CE5AH)=1234H4.4.内存单元内容的存放及表示内存单元内容的存放及表示.1E2F.01000H内存内存01001H01002Hl 一个内存单元存放一个字节信息一个内存单元存放一个字节信息(01000H)=1EH(01001H)=2
15、FH当往内存写一个字数据时,当往内存写一个字数据时,写入规则是:写入规则是:低字节到低地址单元低字节到低地址单元,高字节到高地址单元高字节到高地址单元例例:将字数据将字数据2F1EH写入从写入从01000H开始的内存单元开始的内存单元(01000H)=2F1EH同一地址既可看作字节单元地址,同一地址既可看作字节单元地址,又可看作字单元地址。又可看作字单元地址。2.48088的内部寄存器段寄存器段寄存器用于存放逻辑段的段基地址用于存放逻辑段的段基地址 CS:代码段寄存器:代码段寄存器 代码段用于存放指令代码代码段用于存放指令代码 DS:数据段寄存器:数据段寄存器 ES:附加段寄存器:附加段寄存器
16、 数据段和附加段用来存放操作数数据段和附加段用来存放操作数 SS:堆栈段寄存器:堆栈段寄存器 堆栈段用于存放返回地址,堆栈段用于存放返回地址,保存寄存器内容,传递参数保存寄存器内容,传递参数指令指针指令指针IPIP:指令指针寄存器,其内容为下一条:指令指针寄存器,其内容为下一条 要执行的指令的偏移地址要执行的指令的偏移地址它与代码段寄存器它与代码段寄存器CS联用,确定下一条联用,确定下一条指令的物理地址指令的物理地址计算机通过计算机通过CS:IP寄存器来控制指令序寄存器来控制指令序列的执行流程列的执行流程IP寄存器是一个专用寄存器寄存器是一个专用寄存器数据寄存器数据寄存器8088含含4个个16
17、位数据寄存器,它位数据寄存器,它们又可分为们又可分为8个个8位寄存器,即:位寄存器,即:AX AH,AL BX BH,BL CX CH,CL DX DH,DL 对其中某对其中某8位的操作,不影响另外对应位的操作,不影响另外对应8位的数据位的数据常用来存放参与运算的操作数或运算结果常用来存放参与运算的操作数或运算结果指针寄存器指针寄存器指针寄存器用于寻址内存指针寄存器用于寻址内存堆栈堆栈内的数据内的数据SP:堆栈指针寄存器,其内容为栈顶的偏移地址;:堆栈指针寄存器,其内容为栈顶的偏移地址;SP不能再用于其他目的,具有专用目的。不能再用于其他目的,具有专用目的。BP:基址指针寄存器,:基址指针寄存
18、器,表示数据在堆栈段中的基表示数据在堆栈段中的基 地址。地址。BP常用于在访问内存时存放内存单元的常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址偏移地址。SPSP和和BPBP寄存器与寄存器与SSSS段寄存器联合使用以确定堆栈段段寄存器联合使用以确定堆栈段中的存储单元地址中的存储单元地址变址寄存器变址寄存器SI:源变址寄存器:源变址寄存器DI:目的变址寄存器:目的变址寄存器常用于指令的间接寻址或变址寻址。常用于指令的间接寻址或变址寻址。串操作类指令中,串操作类指令中,SI和和DI具有特别的具有特别的功能功能标志寄存器标志寄存器FLAGS:标志寄存器:标志寄存器状态标志:存放运算结果的特征状态标志:存放
19、运算结果的特征控制标志:控制某些特殊操作控制标志:控制某些特殊操作 6个状态标志位个状态标志位(CF,SF,AF,PF,OF,ZF)3个控制标志位个控制标志位(IF,TF,DF)OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0进位标志进位标志CF(Carry Flag)当运算结果的最高有效位有当运算结果的最高有效位有进位进位(加法)或(加法)或借位借位(减法)时,进位标志置(减法)时,进位标志置1,即,即CF=1;否则;否则CF=0。针对无符号整数,判断加减结果是否超出表针对无符号整数,判断加减结果是否超出表达范围达范围3AH+7CHB6H,CF=0AAH+7CH(1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 掌握 CPU 内部结构 特点 了解 外部 引线
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内