《数字电子技术 第2章 ia-32结构微处理器与8086讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术 第2章 ia-32结构微处理器与8086讲义（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 IA-32结构微处理器与8086,IA-32结构微处理器与8086,2.1 IA-32微处理器是8086的延伸 2.2 8086的功能结构 2.3 8086微处理器的执行环境,2,4位,8位,16位,32位,IA-32结构微处理器与8086,Intel 4004,Intel 8080,Intel 8086,Intel 80486,3,IA-32结构微处理器与8086,IA-32 ： （Intel Architecture）英特尔体系架构，英特尔从386开始采用，也就叫X86-32架构，在同一时间内可以处理32位二进制数据。CPU的工作宽度是32位。其它公司在软硬方面都兼容此架构，也列属
2、于IA-32架构。,4,Intel 8086 ： 1978年6月Intel推出的8086微处理器，主频4.77MHz，采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，标志着第三代微处理器问世。,IA-32结构微处理器与8086,5,2.1 IA-32微处理器是8086的延伸,Intel 8086,IA-32,6,MMU,实模式到保护模式,16位扩展为32位,功能扩展,流SIMD扩展（SSE）,MMX技术,浮点支持,2.1 IA-32微处理器是8086的延伸,7,流水线技术,性能提高,片内缓存,2.1 IA-32微处理器是8086的延伸,8,2.2 8086的功能结构,9,2.
3、2 8086的功能结构,8位处理器执行顺序,t,10,2.3 8086微处理器的执行环境,11,2.3.1 基本执行环境概要,12,2.3.2 基本程序执行寄存器,寄存器是中央处理器内的组成部份。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和地址。 （1）可将寄存器内的数据执行算术及逻辑运算；（2）存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置，即寻址；（3）可以用来读写数据到电脑的周边设备。,13,1.通用寄存器,通用寄存器,数据寄存器,指针寄存器,AX,BX,CX,DX,DI,SI,BP,SP,14,1.通用寄存器, AX(accumulator)：累加寄存器，常用于运算;在乘
4、除等指令中指定用来存放操作数,另外,所有的I/O指令都使用这一寄存器与外界设备传送数据. BX(base)：基址寄存器，常用于地址索引； CX(count)：计数寄存器，常用于计数/保存计算值,如在移位指令,循环(loop)和串处理指令中用作隐含的计数器. DX(data)：数据寄存器，常用于数据传递。,15,1.通用寄存器,SP（Stack Pointer）：堆栈指针，与SS配合使用，可指向目前的堆栈位置； BP（Base Pointer）：堆栈上的数据指针，可用作SS的一个相对基址位置； SI（Source Index）：源变址寄存器,可用来存放相对于DS段的源变址指针； DI（Desti
5、nation Index）：目的变址寄存器，可用来存放相对于 ES 段的目的变址指针。,16,1.通用寄存器,AH,AL,BH,CH,DH,BL,CL,DL,AX,BX,CX,DX,17,2. 段寄存器,1/0,Bit,Byte,Word,0000H,数据的存储格式,0001H,0002H,0003H,0004H,0005H,0006H,0007H,0008H,0009H,000AH,18,2. 段寄存器,CS （Code Segment）代码段寄存器,存放当前执行的程序的段地址。 DS （Data Segment）数据段寄存器,存放当前执行的程序所用操作数的段地址。 SS （Stack Se
6、gment）堆栈段寄存器,存放当前执行的程序所用堆栈的段地址。 ES （ Extra Segment）附加段寄存器,存放当前执行程序中一个辅助数据段的段地址。,19,3. FLAGS寄存器,Flags 和其他寄存器不一样，其他寄存器是用来存放数据的，都是整个寄存器具有一个含义。 Flags寄存器是按位起作用的，也就是说，它的每一位都有专门的含义，记录特定的信息。,20,3. FLAGS寄存器,8086CPU的Flag寄存器的结构：,Flag的1、3、5、12、13、14、15位在8086CPU中没有使用，不具有任何含义。而0、2、4、6、7、8、9、10、11位都具有特殊的含义。,21,3.
7、FLAGS寄存器,flag的第6位是ZF位。它记录相关指令执行后： 结果为0 ，ZF = 1 结果不为0，ZF = 0,(1)ZF(Zero Flag)零标志位,mov ax,1 sub ax,1 指令执行后，结果为0，则ZF = 1。 mov ax,2 sub ax,1 指令执行后，结果为1，则ZF = 0。,22,3. FLAGS寄存器,(2) PF(Parity Flag)奇偶标志位,flag的第2位是PF，它记录指令执行后，结果的所有二进制位中1的个数： 为偶数，PF = 1； 为奇数，PF = 0。,指令：mov al,1 add al,10 执行后，结果为00001011B，其中有
8、3（奇数）个1，则PF=0； 指令：mov al,1 or al,10 执行后，结果为00000011B，其中有2（偶数）个1，则PF=1；,23,3. FLAGS寄存器,flag的第7位是SF，它记录指令执行后： 结果为负，SF = 1； 结果为正，SF = 0。,(3) SF(Sign Flag)符号标志位,mov al,10000001B add al,1 结果： (al)=10000010B,24,3. FLAGS寄存器,(4) CF(Carry Flag)进位标志位,mov al,98H add al,al ;执行后： (al)=30H，CF=1 ;CF记录了最高有效位向更高位的进位
9、值 Sub al,98H;执行后： (al)=98H，CF=1 ;CF记录了最高有效位向更高位的借位值,flag的第0位是CF。 一般情况下，在进行无符号数运算的时候，它记录了运算结果的最高有效位向更高位的进位值，或从更高位的借位值。,25,3. FLAGS寄存器,(5) OF(Overflow Flag)溢出标志位,在进行有符号数运算的时候，如结果超过了机器所能表示的范围称为溢出。 那么，什么是机器所能表示的范围呢？,比如，指令运算的结果用 8 位寄存器或内存单元来存放。 add al,3 ，那么对于 8 位的有符号数据，机器所能表示的范围就是-128127。 同理，对于16 位有符号数，机
10、器所能表示的范围是-3276832767。,26,3. FLAGS寄存器,mov al,62H ; 98 add al,63H ; 99 执行后将产生溢出（OF=1）。 因为add al,63H 进行的有符号数运算是：(al)=(al)+99=98+99=197 而结果197超出了机器所能表示的8位有符号数的范围：-128127。,27,mov al,0F0H ; add al,88H ; 执行后 CF=1,OF=1。 对于无符号数0FH+88H有进位，CF=1; 对于有符号数0FH+88H有溢出，OF=1;,3. FLAGS寄存器,OF与CF区别：,28,mov al,64H ; add a
11、l,64H ; 执行后 CF=0,OF=1。 对于无符号数64H+64H无进位，CF=0; 对于有符号数64H+64H有溢出，OF=1;,OF与CF区别：,3. FLAGS寄存器,29,4. 指令指针寄存器,IP (Instruction Pointer) 指令指针寄存器,IP: 包含下一条要执行的指令在当前码段中的偏移。,30,4. 指令指针寄存器,31,2.3.3 存储器组织,CPU对存储器的读写,CPU要想进行数据的读写，必须和外部器件（标准的说法是芯片）进行三类信息的交互： 存储单元的地址（地址信息） 器件的选择，读或写命令（控制信息） 读或写的数据（数据信息）,32,2.3.3 存储
12、器组织,CPU,内存,地址总线,控制总线,数据总线,CPU对存储器的读写,33,34,2.3.3 存储器组织,总线在逻辑上划分的图示：,35,36,2.3.3 存储器组织,上述的那些存储器在物理上是独立的器件。 但是它们在以下两点上相同： 1、都和CPU的总线相连。 2、CPU对它们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令。,37,内存地址空间,将各类存储器看作一个逻辑存储器： 所有的物理存储器被看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器； 每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段，即一段地址空间； CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。,2.3.3
13、存储器组织,38,39,8086PC机内存地址空间分配的基本情况,2.3.3 存储器组织,2. 段寄存器,物理地址,CPU访问内存单元时，要给出内存单元的地址，所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间，每一个内存单元在这个空间中都有唯一的地址。,40,其他部件,地址加法器,输入输出 控制电路,内存,8086,段地址,偏移地址,16位,16位,20位,20位,控制总线,数据总线,地址总线,2. 段寄存器,（1）由CPU相关部件提供两个16位的地址,（2）段地址和偏移地址通过内部总线送入地址加法器,（3）地址加法器将2个16位地址合成20位物理地址,（4）通过内部总线将20位物理地址送入输入输出控制电路,（5）将20位物理地址送入地址总线,41,2. 段寄存器,物理地址=段地址16+偏移地址,(1)相关部件提供段地址和偏移地址,（2）段地址和偏移地址送入,(3)段地址16,（4）段地址16+偏移地址，得出物理地址并送入地址总线,42,2.3.3 存储器组织,43,2.3.3 存储器组织,44,2.3.3 存储器组织,45,作业,P41 2.1 2.3 2.5,查阅：数据类型有关资料,46,
