四、80x86微处理器的结构和功能 (一)80x86微处理器1 u9 j$ z6 k) ~! c+ @( [* w8 ~" R
1.8086/8088主要特征6 o0 x% x% d, a8 N# Y% u0 `
(1)16位数据总线(8088外部数据总线为8位)。
' C0 Y! C" @; z1 a9 D. H (2)20位地址总线，其中低16位与数据总线复用。可直接寻址1MB存储器空间。3 J0 f, O7 R) `6 \$ N; T( e
(3)24位操作数寻址方式。
i5 s) G; y7 B1 R6 u( k( P5 p7 d (4)16位端口地址线可寻址64K个I/O端口。
9 Q" i3 L; q6 w ~ (5)7种基本寻址方式。有99条基本指令。具有对字节、字和字块进行操作的能力。
6 R6 K* d( O0 W- x (6)可处理内部软件和外部硬件中断。中断源多达256个。(7)支持单处理器、多处理器系统工作。/ w2 j* R/ i6 D8 T* J- Y6 Y
2.8086微处理器内部结构8 x1 W% N1 ]& o/ ?* |. Y, c& z2 S
8086微处理器的内部结构由两大部分组成，即执行部件EU(Execution Unit)和总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)。和一般的计算机中央处理器相比较，8086的EU相当于运算器，而BIU则类拟于控制器。 a9 r. R6 J4 Y7 K$ l3 x5 F
3.8086最小模式与最大模式及其系统配置
# Z7 M( y8 T3 t0 L% F" S 最小模式在结构上的特点表现为:系统中的全部控制信号直接来自8086CPU。
" a! q% \+ Y9 B8 \9 L: Y- e( @3 w3 ]. S 与最小模式相比，最明显的不同是系统中的全部控制信息号不再由8086直接提供，而是由一个专用的总线控制器8288输出的。! D3 \* ^, b5 m1 W/ R% h& B
4.8087与8089处理机简述
, z' ~ h, I2 p. n6 s5 J (1)8087协处理机
* V8 a2 b5 x7 @, C. c 8087协处理机与8086组合在一起工作，以弥补8086在数值运算能力方面的不足，所以它又称为协处理机。
; V% o0 P8 S7 N* J& s3 R (2)8089I/O处理机+ y9 p1 t' r2 U. H3 z
8089是一个带智能的I/O接口电路，相当于大型机中的通道，它将CPU的处理能力与DMA控制器结合在一起。它具有52条基本指令，1MB的寻址能力，包含两个DMA通道。
7 i! D' a& T# w I$ j: K5 | 8089也可以与8086联合在一起工作，执行自己的指令，进行I/O操作，只在必需时才与8086进行联系。在8089的控制下，可以进行外设与存储器之间、存储器与存储器之间以及外设与外设之间的数据传输。同时，8089还可以设定多种终止数据传输的方式。
2 W6 ?% _* O1 s0 P 5.总线时序6 s$ J" a3 @# t# B
一个基本的总线周期包括4个时钟周期，即4个时钟状态T 1 、T 2 、T 3 和T 4 。
5 o. ^6 m8 z. r/ E4 A& A2 a! c (二)80286\80386\80486微处理器: e. J% ^9 h T4 ^
1.80286微处理器. \' \ I, p9 q" j% T2 V- X
(1)80286的特征
1 I L( T. L$ u8 O 80286是一种高性能的16位微处理器，向上兼容8086/8088，可以有效地利用8086系列软件。80286引入虚拟地址空间的概念，具有存储器管理功能，能为每一个任务分配多达1G字节的虚拟地址空间并映射到16M字节的物理地址中去。80286具有保护功能，可对段的边界、属性和访问权等进行自动检查，通过四级环结构和任务之间相互隔离，可建立可靠性高的系统软件。80286具有高效率的任务转换功能，适用于多用户、多任务系统。80286工作时钟为8～12MHz，工作时钟多样化，便于组成高性能价格比的系统。
2 Z9 i# |( Y+ w0 ]: l1 S, J4 o (2)80286的结构
. g4 _$ z# ]" E0 s+ ? 80286内部结构中，除了EU执行单元外，总线接口部件BIU又细分成地址部件AU、指令部件IU和总线部件BU。(3)80286的工作方式
+ q P% S* p6 T# n- a ^ 80286微处理器有两种工作方式:实地址方式和保护虚拟地址方式。
d) E* e# @, y% L 2.80386微处理器! X3 ] i3 Y! K0 o* `
(1)80386的特征- S' i3 w! @. t; q
80386是一种灵活的32位微处理器，可以处理8位、16位、32位等多种类型的数据，有8个32位通用寄存器。80386可直接输出32位的物理地址，最大可支持4GB字节的物理内存空间。8 `! h' {$ A6 [1 f# ?# X
(2)80386微处理器内部结构
! `/ ?: E: k4 b+ d- f0 D8 h 80386的内部结构是由6个能并行操作的功能部件组成，即总线接口部件、代码预取部件、指令译码部件、存储器管理部件、指令执行与控制部件。这些部件按流水线结构设计，指令的预取、译码、执行等步骤由各自的处理部件并行处理。这样，可同时处理多条指令，提高微处理器的处理速度。& f- d: l! s- v+ t1 @9 N( o+ Y
(3)80387协处理器" m. g, I! b4 g7 `: e4 m& M" w
80387协处理器使用80位内部结构，实现了IEBB浮点格式。其中包括32位单精度实型数、64位双精度实型数、80位的扩展实型数、16位字整型数、32位短整型数、64位长整型数和18位BCD整数7种数据类型的运算。80387还扩充了80386的指令系统。
, v! [0 _7 F1 U 3.80486微处理器
$ `6 y- e; w8 i. m( m 80486完全兼容80386系列机体结构和软件。与80386相比，80486采用RISC技术，并将以前的微代码控制改为布线逻辑直接控制，从而大大加快了指令执行速度，基本指令可在一个时钟周期内完成。采用单倍时钟，最高时钟频率达100MHz。80486开始将8KB的数据和指令混合型高速缓冲存储器和浮点运算部件FPU集成在芯片内。内部数据总线宽度为64位。处理速度比大大提高。( H0 m$ o3 n# t/ A2 {8 K
4.80486的内部构成4 H- L8 [$ H2 n" c+ m
80486是增强性能的80386，80486芯片内集成有自己的数值协处理器和自己的芯片Cache(这两者在80386系统中是两块独立的芯片)，这大大增强了80486的整体性能。 |
发表于 2012-7-31 20:55:16
