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微型计算机原理及其应用 ——第二章 8086系统结构
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演讲人姓名
第二章 8086系统结构
8086CPU结构
01
8086CPU的内部寄存器
02
8086CPU的引脚及其功能
03
8086的存储器组织
04
8086系统配置
05
8086CPU时序
06
8086的I/O组织
07
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第二章 8086系统结构——8086CPU结构
结构特点
：DB双向传输由“读/写”控制
、累加器结构：CPU内部为单总线、累加器结构
：所谓三态是指高电平、低电平和高阻状态,当处于高阻状态时，在逻辑上与所有连接负载断开
：DB、AB分时复用
8086CPU主参数： 16位CPU、40pins、时钟频率5MHz、DB16根、AB20根，可直接寻址1MB（ ）存储空间、 向上兼容
8086CPU可与8087数值运算协处理器和8089输入/输出协处理器组成多机系统。
8088CPU：内部结构与8086基本相同（按16位设计），外部DB为8根，为过渡型产品，称为准16位CPU。
取指令→译码、执行指令→取下一条指令……
（串行处理）
执行一条指令时间=取指令时间+译码执行指令时间
传统的CPU（8086/8088之前）工作模式
01
取指令由总线接口部件BIU完成
译码、执行指令由指令执行部件EU完成
（并行处理）
取指令时间和译码执行指令时间重叠
8086/8088CPU
02
8086CPU的内部结构
从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和指令执行部件EU（Execution Unit）。
总线接口部件（BIU）
功能：与微处理器外部总线连接，实现CPU与存储器和I/O接口之间的数据传送。负责从内存中取指令，送入指令队列，从内存或I/O取操作数，存结果回内存或I/O。
执行部件（EU）
功能：负责译码和执行指令。
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联系BIU和EU的纽带为流水指令队列
队列是一种数据结构，工作方式为先进先出。写入的指令只能存放在队列尾，读出的指令是队列头存放的指令。
BIU和EU的动作协调原则
BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所要求的任务：
①每当8086的指令队列中有空字节，BIU就会自动把下一条指令取到指令队列中。
②每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后译码、执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口，那么EU就会请求BIU，完成访问内存或者I／O端口的操作；
③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。（BIU等待，总线空操作）
④开机或重启时，指令队列被清空；或在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。（EU等待）
BIU和EU的动作协调原则
将8086 CPU分成二个独立的功能部件使二者能够并行工作，把取指令工作和译码、执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速度。
多数情况下，BIU在不停地向队列写入指令，而EU每执行完一条指令后，就从队列读取下一条指令。二者的动作既独立，又协调。
BIU和EU之间相互配合又相互独立的并行而非同步的工作方式极大提高了CPU的工作效率。
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第二章 8086系统结构——8086CPU的内部寄存器
寄存器：用来存放参加运算的数据、中间结果或地址。可以看作位于CPU内的存储单元。
特点：位于CPU内，存取速度比内存快得多；
只需通过内部总线，无需通过系统总线来访问。
一般：寄存器个数越多，计算机的运行速度越快。
8086CPU中共包含14个16位寄存器，分为4组。
一. 通用寄存器：AX、BX、CX、DX
AX（Accumulator）：累加器，BX（Base）：基址寄存器，
CX（Counter）：计数器， DX（Data）：数据寄存器，
功能：一般用来存放数据
特点：可一拆为二，成为8个8位寄存器。高8位AH、BH、CH、DH，低8位AL、BL、 CL、DL
注：8位累加器为AL
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SP（Stack Pointer）：堆栈指针寄存器
BP（Base Pointer）：基址指针寄存器
SI（Source Index）：源变址寄存器
DI（Destination Index）：目的变址寄存器
功能：一般用来存放偏移地址，作为地址指针。
指针和变址寄存器：SP、BP、SI、DI
01
CS（Code Segment）：代码段寄存器
DS （Data Segment）：数据段寄存器
SS （Stack Segment）：堆栈段寄存器
ES （Extra Segment）：附加段寄存器。
功能：存放段基址（段起始地址的高16位）
段寄存器：CS、DS、SS、ES
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