信息与通信IA结构微处理器与.pptx
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1、第2章 IA-32结构微处理器和8086 主要内容主要内容1、8086的内部结构2、8086的寄存器结构3、8086和8088的比较与工作方式4、8086的引脚、时钟与总线第2章 IA-32结构微处理器和8086 本讲目录2.1 IA-32微处理器是8086的延伸2.1.1 8086功能的扩展2.1.2 8086性能的提高2.2 8086的功能结构2.2.1、执行部件2.2.2、总线接口单元BIU2.2.3 物理地址和逻辑地址2.3 8086微处理器的执行环境2.3.1 基本执行环境概要2.3.2、8086的引脚特性2.3.3、I/O组织 第2章 IA-32结构微处理器和8086 2.1.1
2、8086功能的扩展从16位扩展为32位 8086是16位微处理器。16位能表示的数的范围是十分有限的;用16位作为地址,只能寻址64KB。2.1 IA-32微处理器是8086的延伸第2章 IA-32结构微处理器和8086 1985年,Intel公司推出了第一个32位的微处理器80386。1.32位,能表示的数的范围得到了极大的扩展。32位地址能寻址4GB物理地址。2.在80386中真正完善保护模式。3.集成了片内存储管理单元(MMU)。4.浮点支持。第2章 IA-32结构微处理器和8086 5MMX技术 IA-32处理器中增加了MMX技术及相应的指令。6流SIMD扩展(SSE)自Pentium
3、 III处理器开始,在IA-32微处理器中引进了流SIMD(单指令多数据)扩展(SSE)技术。第2章 IA-32结构微处理器和8086 2.1.2 8086性能的提高性能的提高1利用流水线技术提高操作的并行性2引入片内缓存(Cache)第2章 IA-32结构微处理器和8086 指令流水线取指令取指令指令指令译码译码取操取操作数作数执行执行指令指令存放存放结果结果 CPU执行一条指令的过程类似于工厂生产流水线,被分 解为多个小的步骤,称为指令流水线。原料原料调度分配调度分配生产线生产线成品成品仓库仓库出厂出厂数据和程序指令控制器的调度分配ALU等 功能部件处理后的数据存储器输出第2章 IA-32
4、结构微处理器和8086 串行工作方式8086以前的CPU采用串行工作方式:取指令和执行指令在不同的时刻按顺序执行。取指令取指令1执行执行1取指令取指令2执行执行2CPUBUS忙忙 碌碌忙忙 碌碌取指令取指令3执行执行3忙忙 碌碌空闲空闲空闲空闲空闲空闲t1t0t2t3t4t56个周期执行了3条指令第2章 IA-32结构微处理器和8086 并行工作方式8086CPU采用并行工作方式:取指令和执行指令可同时执行,需要专门的硬件支持。取指令取指令1取指令取指令2取指令取指令3取指令取指令4执行执行1执行执行2执行执行3BUS忙碌忙碌执行执行4CPUt1t0t2t3t4t5取指令取指令5执行执行5忙碌
5、忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌6个周期执行了5条指令第2章 IA-32结构微处理器和8086 2.2 8086的功能结构的功能结构 8086 CPU从功能上来说分成两大部分:总线接口单元(Bus Interface Unit,BIU)和执行单元(Execution Unit,EU)。BIU负责8086 CPU与存储器之间的信息传送。EU负责指令的执行。第2章 IA-32结构微处理器和8086 AH ALBH BLCH CLDH DL SP BP DI SI通通用用寄寄存存器器暂存寄存器暂存寄存器ALU标志标志执行部分执行部分控制电路控制电路1 2 3 4 5 6 CS DS SS ES
6、IP内部寄存器内部寄存器I/O控制控制电路电路地址加地址加法器法器20位位16位位8位位指令队列缓冲器指令队列缓冲器外外总总线线执行部件执行部件总线接口部件总线接口部件8086CPU结构图结构图第2章 IA-32结构微处理器和8086 2.2.1、执行部件第2章 IA-32结构微处理器和8086 执行部件4大作用:(4)进行算术运算。(3)接收由总线接口送来的数据或发送数据至接口。(2)对指令进行译码,发出相应的控制信号。(1)从指令队列中取出指令。第2章 IA-32结构微处理器和8086 2.2.22.2.2、总线接口单元、总线接口单元BIUBIU第2章 IA-32结构微处理器和8086 2
7、 2、总线接口单元、总线接口单元BIUBIU的的2 2个功能:个功能:(2 2)CPUCPU执行指令时,到指定的位置取执行指令时,到指定的位置取操作数,操作数,并将其送至指定的单元或外设。并将其送至指定的单元或外设。(1 1)预取指令送到指令队列。)预取指令送到指令队列。第2章 IA-32结构微处理器和8086 2.2.3 物理地址和逻辑地址第2章 IA-32结构微处理器和8086 6417H 0100H 6417H10H+0100H=64170H+0100H=64270H几个不同的逻辑段地址在物理地址上是可重叠的几个不同的逻辑段地址在物理地址上是可重叠的 物理地址物理地址物理地址物理地址=段
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