計算機原理與介面技術-第三章8086微處理器

塗勇軍發表於2022-04-22
計算機

3.1 Intel 8086微處理器

Intel 8086微處理器是由美國Intel公司1978年推出的高效能的16位微處理器，第三代微處理器的典型嗲表，它有20根地址線，直接定址能力達到1MB，具有16根資料匯流排，內部匯流排和ALU均為16位，可進行8位和16位操作。

3.2 8086的儲存組織

  1. 定址空間

    計算機的定址空間是由CPU地址匯流排的位數決定的。當儲存器按位元組編址時，若地址匯流排為n位，cpu定址範圍是2`n位元組。

  2. 8086儲存器的組織及定址

    8086地址匯流排為20位，定址能力為1MB,每個位元組用唯一的一個地址碼標識。地址的範圍是0-2`20-1,用十進位制表示為01048575。但習慣上使用十六進位制表示，即00000HFFFFFH表示。這種每個位元組對應一個地址的方式成為“按位元組編址”。

    1. 位元組資料（BYTE）

    2. 字資料（WORD）

      每個位元組資料存放在兩個連續的位元組單元中。其中高8位存放在高地址位元組，低8位存放在低地址位元組，並規定將低位元組的地址作為這個字的地址。

資料型別 BHE‘ A0 操作 用到的資料引腳
規則字 0 0 從偶地址開始讀/寫一個字 D15-D0
位元組 0 1 從奇地址開始讀/寫一個字 D15-D8
位元組 0 0 從偶地址開始讀/寫一個字 D7-D0
非規則字 0 1 從奇地址開始讀/寫一個字（非規則字），第一匯流排週期高八位資料有效， D15-D8
非規則字 1 0 第二匯流排週期低8位資料有效 D7-D0
1 1 無效
  1. 儲存器分段結構和實體地址形成

​ 1.儲存器的分段結構

  • 8086的地址暫存器都是16位，使用者不能直接使用20位的實體地址，程式設計時需使用邏輯地址定址儲存單元。

​ 邏輯地址形式：段的起始地址 ： 段內的偏移地址

​ 段號 ： 段內號

  • 段：程式碼段（CS ）、資料段（DS）、堆疊段（SS）、附加資料段（ES）

  • 儲存空間分多個邏輯段

    • 1MB 最多可以分為16個段.
    • 實際上，兩個不同的邏輯段可以有重疊.

​ 2.實體地址的形成

  • 每個儲存單元都有唯一實體地址，20位二進位制，該地址在指令執行是有地址加法器形成，並進行硬體定址。

  • 地址加法器做法：段地址左移4位，加上偏移地址就得到20位實體地址。

  • 一個儲存單元可以擁有多個邏輯地址，但只可能擁有一個唯一的實體地址
    • 例如：實體地址：00200H
    • 邏輯地址：0000H : 0200H
    • 邏輯地址：0020H : 0000H

3.3 8086CPU內部結構

  • 匯流排介面部件BIU

    • 匯流排介面單元BIU,負責控制儲存器讀寫。

  • 執行部件EU

    • 執行單元EU從指令佇列中取出指令並執行。

  • 特點

    • 取指和執行指令分開進行，提高了速度。

  • 注意（位數要相等）

    • mov ax,b1 錯誤
    • mov ax,si 正確
    • mov al,si Error

  • 標誌暫存器：可以存放兩種狀態，存放一位。

  • 地址加法器：包含把地址左移四位的功能。

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