文档介绍：第2章微处理器
微处理器概述
8086/8088微处理器结构
8086/8088微处理器工作模式及外部结构
8086/8088微处理器的基本时序
80x86至Pentium系列微处理技术概述
嵌入式系统和嵌入式处理器概述
本章目标
微处理器概述
计算机
运算器
控制器
存储器
输入设备
输出设备
微处理器
集成在一个芯片
微处理器的基本概念
微计算机
单片机
单板机
通用微机
微处理器有各种型号:
Intel公司的8080、8086/8088、80286/386/486、Pentium
Zilog公司的Z80、Z8000
Motorola公司的6800、6809、68000等
微处理器的基本概念
又称微控制器,属于嵌入式微处理器
微机早期的一种简化形式
微处理器基本结构和功能
不同型号的微处理器有不同的内部结构,
但在功能结构上具有相似性和共通性
微处理器
内部寄存器阵列
算术逻辑运算单元
控制器
浮点运算部件及高速缓冲存储器cache
通用寄存器和专用寄存器
指令寄存器、指令译码器和各种定时与控制信号的产生电路
现代的微处理器中还集成了
1971年第一块微处理器问世,Intel 4040
Intel 4040
ROM、RAM、I/O芯片
MCS-4
Intel 8008
ROM、RAM、I/O芯片
MCS-8
1972年
第一代
微处理器
微处理器及发展过程
类型
时期
代表产品
重要特征
第一代
1971-1973
Intel 4004
4040
字长4位
集成度2300管/片
时钟频率1MHz
第二代
1973—1977年
Intel 8080/85
Zilog Z80
Motorola 6800
RockweH 6502
字长8位
地址线16根
集成度1万管/片
时钟频率2~4MHz
第三代
1978—1980年
Intel 8086/88
Motorola 68000
字长16位
地址线20根
集成度2万~6万管/片
时钟频率4~8MHz
1981—1984年
Intel 80286
Motorola 68010
字长16位
地址线24根
集成度约13万管/片
时钟频率6~20MHz
类型
时期
代表产品
重要特征
第
四
代
1985—1989年
Intel 80386、Motorola 68020
字长32位、地址线32根
集成度15万~50万管/片、
时钟频率16~40MHz
1989—1992年
Intel、AMD、Cyrix的80486、IBM Power PC 601
字长 32位、地址线32根、集成度120万管/片、时钟频率33~100MHz
1993—1994年
Intel的Pentium、AMD、Cyrix的5X86及K5、M系列、IBM PowerPC 604、DEC Alpha 21064
集成度350万管/片、时钟频率50~166MHz
1995年之后
Pentium Pro、Pentium MMX 等
字长都是32位、数据通道64位、地址线32根
2005年至今
Pentium 8XX处理器、9XX处理器
多核
8086/8088微处理器结构
8088/8086
CPU
寄存器组
算术逻辑单元ALU
标志寄存器FR
暂存器
执行单元EU
(Execution Unit)
总线接口单元BIU
(Bus Interface Unit)
完成取指令和存取数据操作
负责分析指令和执行指令
内部控制逻辑
段寄存器(CS、SS、DS、ES)
地址加法器
指令队列
输入/输出控制电路
指令指针寄存器IP
地址总线20位
控制总线
数据总线16
8088/8086的内部结构图
AH
BH
CH
DH
AL
BL
CL
DL
SP
BP
SI
DI
CS
DS
SS
ES
IP
内部暂存寄存器
暂存寄存器
FR
EU控制系统
1
2
3
4
5
6
总线控制逻辑
数据总线16
ALU
∑
通用寄存器
8088
指令队列
8088/8086
外部总线
数据总线
地址总线20位
执行部件EU
总线接口部件
BIU
16位
控制总线
EU控制系统
ALU
EU控制系统
ALU
数据总线16
地址总线20位
控制总线
AX
BX
CX
DX
15 0
AX
BX
CX
DX
①通用寄存器
AH AL
BH BL
C