微机原理与接口技术课件——微机原理课件第二章

第二章 8086系统结构

主要掌握内容

1、8086CPU的内部结构、管脚、时序；

2、8086最大工作模式与最小工作模式下三总线的产生； 3、8086CPU存储器管理方法； 4、80X86系列CPU的在结构、性能等方面的进展

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16位微处理器的基本结构特点

引脚功能复用 单总线、累加器结构 可控三态电路 总线分时复用

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8086微处理器的特点

40引脚的双列直插式 时钟频率有三种 16根数据线和20根地址线 于8位CPU8080向上兼容 可与8087协处理器及8089输入/输出处理器 构成多机系统 8088CPU内部结构与8086的区别

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概述

1.CPU的基本结构与工作机理 控制器

程序计数器 PC 指令寄存器 IR 指令译码器 ID 堆栈指示器 SP

处理器状态字PSW

工作寄存器

ALU

地址寄存器

数据寄存器

I/O 控制逻辑

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2. CPU的主要性能指标

数据宽度(字长) ：CPU的字长是指CPU一次所能处理的二进制数的位数， 是表示运算器性能的主要技术指标，一般它等于CPU数据总线的宽度。 如：8088CPU, 8086/80286CPU, 80386/486CPU, Pentium CPU等。 寻址能力(或寻址范围) ：寻址能力往往是指CPU能直接存取数据的内存 地址的范围，这是由CPU的地址总线引脚的数目来决定的。通常用K(千) 或M(兆)来表示(1K=1024个地址；1M=1024K；1G=1024M等)。 如： 8088CPU, 8086/80286CPU, 80386/486CPU, Pentium CPU等。 220 = 1M，而 80286 CPU的地址线有24根，则其寻址能力为 224=16M， 而 386/486/586CPU的地址线为32根，故可直接寻址的物理地址达 232 = 4G。

运算速度 ：CPU的运算速度通常用每秒执行基本指令的条数来表示，常 用的单位是MIPS(Million Instruction Per Second)，即每秒执行的百 万条指令数，是CPU执行速度的一种表示方式。 对于某一特定的CPU，其MIPS值并非定值，得出的数据会因CPU正在 执行的软件的不同而不同 。

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3.CPU的指令体系

CISC(即 Complex Instruction Set Computer：复杂指令集计算机) CISC结构的CPU是指能够识别处理100种以上汇编指令的处理器。CISC理论 比RISC理论的历史要悠久，以前对 Intel 80X86系列中的 8088，80286等，都是按 CISC理论设计的，由此可见 CISC对当今微处理器的发展有相当大的影响。 (1) 复杂指令(Complex Instruct1on) (2) 复杂的内存参考方式(Complex Memory Reference Methods) (3) 微程序结构(Micro Programming) RISC(即 Reduced Instruction Set Computer：精简指令集计算机) RISC结构的CPU在执行一项任务时，只需对指令集中不到一半的指令分类， 找出完成该任务所需的指令，这样便提高了CPU的速度。RISC将机器指令简化， 提供有限数量的常用和必须的指令，从而简化了CPU芯片的复杂程度，节省了芯 片空间。 (1) 固定指令长度 (2) 指令流水线处理 (3