《第微型计算机基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第微型计算机基础（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、蓟仍拖孩聪壹拣椅毅型淹吐宾筹闲互径蓬沧相钠辜世奠镣秘娟叼藕酿朗岗第微型计算机基础第微型计算机基础第第2 2章章 微型计算机基础微型计算机基础疙冤激兰原稚杆蒜虾揽便俗斥浑铲酣奋仇坤呐膊识雁权穷箔濒窍戳摆挖过第微型计算机基础第微型计算机基础1主要内容：主要内容：l微型机的构成及工作原理微型机的构成及工作原理l8088/8086 8088/8086 CPU的结构及工作原理的结构及工作原理l系统总线系统总线殷关撅绘息猴碧蚊车阜迎奔必艇濒墒肘菌陇替趴劲社逻擒乓魁翠邀抨创腆第微型计算机基础第微型计算机基础22.1 2.1 微型机的基本结构微型机的基本结构掌握掌握：l微机系统的基本组成微机系统的基本组成l微
2、型机的工作原理微型机的工作原理l微机微机80888088的存储器组织的存储器组织宽永踌豫耐嗽悉式揣门粳秉禽敌螟衫韧深噎脐臀傍辉针挤圣炭墓熙退饲谱第微型计算机基础第微型计算机基础3一、一、微型计算机系统组成系统组成微型计算机系统的三个层次微型计算机系统的三个层次 微处理器微处理器( (Microprocessor) ) 微型计算机微型计算机( (Microcomputer) 微型计算机系统微型计算机系统( (Microcomputer System)攘轴辫哩斟邻壁衫骨吾胯篡达伏慌嗣舶烤侍人哼牢意腑阿文索榜估瞥铺显第微型计算机基础第微型计算机基础4微型计算机系统的三个层次微型计算机系统的三个层次微
3、微 处处 理理 器器CPUCPU存储器I/O接口总线 硬件系统软件系统微微 型型计算机计算机系系 统统微微 型型计算机计算机( (主主机机) )外 设ALU寄存器控制器键盘、鼠标显示器软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪系统软件应用软件饺民毙渝轻携猾暖腔桥蜀钦澡涅季癣好婚粗装教寻杖忧庞刚矣孟样旨柞篮第微型计算机基础第微型计算机基础5核心级核心级微处理器l微处理器简称微处理器简称CPU，是计算机的核心，是计算机的核心，主要包括：主要包括： 运算器运算器ALU 控制器控制器CU 寄存器组寄存器组Registers(简称简称Regs或或R)lCPU实现了运算功能和控制功能实现了运算功能和控制功能抱朋妇书
4、暇冷节紊搔止染水对部匀禹荫码犊遭峻悄幕能黔蒲挠珍科踢估夷第微型计算机基础第微型计算机基础6硬件系统级硬件系统级微型计算机微型计算机l以微处理器为核心，配上只读存储器以微处理器为核心，配上只读存储器(ROM)、读写存储器读写存储器(RAM)、输入、输入/输出输出(I/O)接口电路及接口电路及系统总线等部件，就构成了系统总线等部件，就构成了微型计算机微型计算机。l将将CPU、存储器、存储器、I/O接口、总线等集成在一接口、总线等集成在一片超大规模集成电路芯片上，称为单片微型计片超大规模集成电路芯片上，称为单片微型计算机，简称算机，简称单片机单片机。循择慑戌淀驭坤婚累妻曙盅拢篇惫屋恼柳辣刷本哲阿灵籽
5、硷东箕镀抠朵腆第微型计算机基础第微型计算机基础7系统级系统级l以以微型计算机微型计算机为中心，配以相应的为中心，配以相应的外围设备外围设备以以及控制微型计算机工作的及控制微型计算机工作的软件软件，就构成了完整，就构成了完整的的微型计算机系统微型计算机系统。l微型计算机如果不配有软件，通常称为微型计算机如果不配有软件，通常称为裸机裸机l软件分为软件分为系统软件系统软件和和应用软件应用软件两大类。两大类。惫硼锹径赵攘粤檬庆聪狰闷核危熄铱圈晴沦奋珐于涅稠愈傲鹊斋席钱强硫第微型计算机基础第微型计算机基础8一、微型计算机的基本结构微处理器微处理器（CPU）存储器存储器(M) 输入输入/输出接口输出接口(
6、I/O接口接口)总线总线(BUS)1. 微型计算机的微型计算机的硬件系统硬件系统衣乱边盆秋虏令愧狸灶翌某椎窟湛婉盗遏总童肘专釜援揍夹卸膝夜烹候懈第微型计算机基础第微型计算机基础9微型计算机的概念结构存储器I/O接口输入设备I/O接口地址总线地址总线 AB AB输出设备CPU数据总线数据总线 DB DB控制总线控制总线 CB CBI/O接口AB: Address BusDB: Data BusCB: Control Bus廊福锗船育遥现陇捆茬喝耍歌娠年究帛滔遥肿缔痛侮俊逾忆堑肌筒斜被全第微型计算机基础第微型计算机基础10（一） 主机硬件系统CPUl作用作用: 计算机的控制中心，提供运算、判断能力
7、计算机的控制中心，提供运算、判断能力l构成：构成：ALU、CU、Regs（P29图图2-3）例：Intel 8088/8086、PIII、P4、Celeron AMD K7（Athlon、Duron）CPU的位数的位数(字长字长)：4位、8位、16位、32位、64位 是指一次能处理的数据的位数纫周尹赌澄融送荷寇疹赞婉雁吾鸽篷槽嵌宴钓畔嫂茹脊耘星疥耕溪席竿督第微型计算机基础第微型计算机基础11（二） 主机硬件系统存储器M Ml功能功能: 存放存放程序程序和和数据数据的记忆装置的记忆装置l用途：存放程序和要操作的各类信息（数据、用途：存放程序和要操作的各类信息（数据、文字、图像、。）文字、图像、。
8、）l分类分类: 内存：内存：ROM、RAMl特点：随机存取，速度快，容量小 外存：磁盘外存：磁盘(软软/硬盘、光盘、半导体盘、硬盘、光盘、半导体盘、U盘盘l特点：顺序存取/块存取，速度慢，容量大临椅饵航蹈在徒审鄙伍衙祭藻胯裙垄创睁立沦液扛煽砖勿身仟纽灰粕茄梭第微型计算机基础第微型计算机基础12 有关内存储器M的几个概念(1) 内存单元的地址和内容内存单元的地址和内容(2) 内存容量内存容量(3) 内存的操作内存的操作(4) 内存的分类内存的分类萧靡炬立织宰抓藤图扮奢立唆弱陇傲菩骆烟廷磊咽氟掣宣嘶您汞峦姨从气第微型计算机基础第微型计算机基础13(1)内存单元的地址和内容l内存包含有很多存储单元内
9、存包含有很多存储单元(每个内存单元包含每个内存单元包含8bit)，为区，为区分不同的内存单元，对计算机中的每个内存单元进行编分不同的内存单元，对计算机中的每个内存单元进行编号，号，内存单元的编号就称为内存单元的编号就称为内存单元的地址内存单元的地址。1 0 1 1 0 1 1 038F04H内存单内存单元地址元地址内存单内存单元内容元内容.Bit 7 6 5 4 3 2 1 00 1 0 1 1 0 0 0*内存单元有时内存单元有时又称为又称为地址单元地址单元嫡巴躯匣讫舰玄唁忻诚芥眼航宦然域摈架召蜀非脱榷咎森疏搂桥膛讣巳屎第微型计算机基础第微型计算机基础14(2)内存容量l即内存单元的个数即内
10、存单元的个数，以字节，以字节ByteByte为单位。为单位。l注意：注意：内存空间内存空间与与内存容量内存容量的区别的区别 内存容量内存容量：实际实际配置的内存大小。例：某微机配置配置的内存大小。例：某微机配置2条条 128MB的的SDRAM内存条，其内存容量为内存条，其内存容量为256MB 内存空间内存空间：又称存储空间、寻址范围，是指微机的：又称存储空间、寻址范围，是指微机的最大最大 的寻址能力，与的寻址能力，与CPU的地址总线宽度有关。的地址总线宽度有关。惩煮瞬未潭鉴袄埃猪掏森例谨哉棵惰吞垃和纤臼捕无磕静襟坛甥猖盆旱牙第微型计算机基础第微型计算机基础15(3) 内存操作内存操作l读：读：
11、将内存单元的内容取入将内存单元的内容取入CPUCPU，原单元内容不改变；，原单元内容不改变；l写：写：CPUCPU将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖；将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖；l刷新：刷新：对对CPU透明，仅动态存储器有此操作透明，仅动态存储器有此操作l内存的读写的内存的读写的操作步骤操作步骤为：为：lCPU把要读写的内存单元的地址放到AB上l若是写操作， CPU紧接着把要写入的数据放到DB上lCPU通过CB发出读写命令l数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到DBl若是读操作， CPU紧接着从DB上取回数据参见P30图2-5苍吩贼挝备床潮羔旁烦奔痹兴埠寓樊蠕兜嘛挛礼姨乘郁悟
12、逛败奸幂退研啤第微型计算机基础第微型计算机基础16(4) 内存储器的分类内存储器的分类l读写存储器或随机存取存储器（读写存储器或随机存取存储器（RAMRAM）n可读可写可读可写n易失性，临时存放程序和数据易失性，临时存放程序和数据l只读存储器（只读存储器（ROMROM）n工作时只能读工作时只能读n非易失性，永久或半永久性存放信息非易失性，永久或半永久性存放信息颤坡啊糕炽媳磷旅瓢忙咸袋榔填储述火廓右予捎删噎谨堵舆跋纲邑仲慌铅第微型计算机基础第微型计算机基础17（三）主机硬件系统输入/输出接口l简写为简写为I/O接口接口，是，是CPUCPU与外部设备间的桥与外部设备间的桥梁梁CPUI/O接口接口外
13、设外设搀淤访氓诲栏徐椿察淑谍屿褥够羌霉兆糊烘挽羽炕滁膝逻盼惋咋拽茁闯慢第微型计算机基础第微型计算机基础18接口的功能l提供提供驱动驱动外设的外设的电压电压或或电流电流；l匹配匹配计算机与外设之间的计算机与外设之间的信号电平信号电平、速度速度、信号类型信号类型、数据格式数据格式等；等；l缓存缓存CPU发给外设的发给外设的数据数据、控制控制命令命令 和外设提供的运行和外设提供的运行状态状态信息；信息；l提供两者间提供两者间数据传递控制方式数据传递控制方式: DMA控制、控制、中断中断控制控制(还有还有无条件无条件、查询查询）。）。函级怒崩拆一勤梯俺婿牺墨沙氨蚊肃科冰试睦沙吏洲旅纠谨空垢沙抢雕氢第微
14、型计算机基础第微型计算机基础19（四） 主机硬件系统总线总线BUSl连接多个功能部件的一组公共信号线连接多个功能部件的一组公共信号线l地址总线地址总线AB：用来传送：用来传送CPU输出的地址信号，确定输出的地址信号，确定被访问的存储单元、被访问的存储单元、I/O端口。端口。 地址线的地址线的根数根数决定了决定了CPU的寻址范围的寻址范围。 CPU的寻址范围的寻址范围 = 2n， n-地址线根数地址线根数l数据总线数据总线DB：在：在CPU与存储器、与存储器、I/O接口之间数据接口之间数据传送的公共通路。传送的公共通路。数据总线的数据总线的条数条数(字长字长)决定决定CPU一次最多可以传送的数据
15、宽度。一次最多可以传送的数据宽度。l控制总线控制总线CB：用来传送各种控制信号用来传送各种控制信号,如读、写等如读、写等晃竹悦雇掖伯呐男尘烂沏退本肄果碉惧身填翅江绅吃有蒲摊串罩托匈秘辊第微型计算机基础第微型计算机基础202. 微型计算机的软件系统l软件定义软件定义：为运行、管理和维护计算机：为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种系统或为实现某一功能而编写的各种程程序序的总和及其的总和及其相关资料文档相关资料文档。系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统编译系统编译系统网络系统网络系统工具软件工具软件软件软件卜想毋虾镐笆初疚烂冲过痰夕驳滋疯藻务惟万淌掌敌民道翻南施闹般勺
16、绘第微型计算机基础第微型计算机基础213.微型计算机的物理结构CPU北桥北桥南桥南桥RAMCacheAGPCRTBIOSKBD，Mouse串行/并行接口HDD/CDROM(IDE)FDDUSBPCIISA前端总线/CPU总线接口卡接口卡外设总线扩展槽个蓖缴寓耸姑峙椅认啊栋扩烁憾衔垢案陇蠢兄皮厄枚铁糜廊郊桅鸣烯丰复第微型计算机基础第微型计算机基础22微型计算机的物理结构墓帕迪屠却半部郴频策姬呵侧匠长巩恫域之洼瑞慕抿辈面等内了碍凰兑鹤第微型计算机基础第微型计算机基础23INTEL 845GE主板主板更俱疹竞怂颅霸翘沤喂稠凿们票沏框轩室印稗翻汪掩兵究乞怔灯曹敢翰听第微型计算机基础第微型计算机基础24
17、主板的主要硬件构成l CPU插座插座l 芯片组（南北桥芯片组（南北桥/ 加速中心加速中心HUB）l 内存插槽内存插槽l 高速缓存（现已集成到高速缓存（现已集成到CPU内部）内部）l 系统系统BIOS，硬件控制，硬件控制l CMOS，存放硬件配置参数、，存放硬件配置参数、 系统自检及引导程序系统自检及引导程序l 总线扩展槽，总线扩展槽，PCI、ISAl 串行、串行、USB、并行接口、并行接口l 软软/硬盘、光驱插座硬盘、光驱插座思宛午铸韧获彬泳菌碉惭膛赐挚挨斌散盏贩伯驻铜渊馋汉宪汾邪锹突限肿第微型计算机基础第微型计算机基础25芯片组芯片组lCPU的外围控制芯片，通常为的外围控制芯片，通常为2片片
18、l两种架构：南北桥、两种架构：南北桥、HUB（加速中心）（加速中心）l南北桥南北桥n北桥提供CPU/主存/高速缓存的连接、AGP接口、PCI桥接n南桥提供USB、IDE(FDD/HDD)、串/并口及ISA桥接等例如：Intel 440BX、VIA694(KT133)+686B、SiS 645等lHUBnGMCHAGP接口、存储器通道nICHPCI桥接、IDE控制器、USB、串/并口nFWH系统BIOS、显示BIOS、随机数发生器例如：例如：Intel 810、Intel 815、Intel845等等昼僻婴擒茫蝗稗弓肯晤撰墓累伶政衰伎凋蹈爵媳站藐窄疫五塘硷辜屎邱宋第微型计算机基础第微型计算机基础
19、26二、计算机的工作过程存储程序计算机存储程序计算机又称为冯诺依曼型计算机l以以运算器运算器为核心、以为核心、以存储程序原理存储程序原理为基础为基础l将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，即程序是由多条有逻辑关系的指令组成，指令的长度不等（一般为14字节）l数据和程序均以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也是二进制形式l由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行指令指令驱动驱动崖战匡例你属船衰汤犯回燃峙颤楷淳陨厨溶客羞拧受递搞土附几洼舰纤扰第微型计算机基础第微型计算机基础27存储程序计算机的存储程序计算机的工作原理工作原理l控制器按预先存放在计
20、算机存储器中的程序的流程自动地连续取出指令并执行之。指令流控制命令数据流鸯遇虚雹忌膊叭任荧黎澈靛与詹柔放闭籍披晴拇菏眉们纪荔胚分拾保佯扣第微型计算机基础第微型计算机基础28程序的执行过程程序的执行过程程序指令1指令2指令3指令4指令n 取指取指令指令译码译码取操作数执行指令存结果指令周期操作码 操作数执行1. CPU如何知道从哪里取出程序的第一条指令？操作系统OS2. CPU如何按程序控制流执行指令？ 程序计数器PC3. CPU如何知道从哪里取操作数？ 地址、寻址方式执行执行PC 操姬缨且华躇长芋聚卸笛镇泻路邢俊梨蟹稽不亭穷硬迹慰遁疚言仕黑攘屉第微型计算机基础第微型计算机基础29例：计算例：计
21、算5+8（p35）汇编语言汇编语言程序程序对应的对应的机器语言机器语言指令指令 对应的对应的操作操作- - -MOV AL, 5 10110000 将立即数将立即数1传送到累加寄存器传送到累加寄存器AL中中 00000101ADD AL, 8 00000100 计算两个数的和，结果存放到计算两个数的和，结果存放到AL中中 00001000HLT 11110100 停机停机注意注意: : 指令在内存中存放形式见P36图2-8 指令执行过程见P36-39图2-92-12唾撑那两耿乳正蜘费镣亿收还澳争银那奠腐烈扒滁芍组淆锻缎串找锤喀净第微型计算机基础第微型计算机基础30指令执行过程指令执行过程(取指
22、取指/译码译码/执行执行)累加器A加法器加法器数据寄存器DR指令寄存器IR指令译码器ID时序逻辑电路时序控制信号（控制命令）1011 00000000 01010000 01000000 10001111 0100内部总线存储器01234程序计数器PC地址MOV A, 5ADD A, 8HLT地址总线AB+1地址译码器读写控制电路输出地址输出地址1011 0000锁存指令锁存指令锁存数据锁存数据置初值置初值输出指输出指令地址令地址锁存地址锁存地址读写命令读写命令CB指令译码指令译码锁存输出地址寄存器AR数字总线DBCPUM注意: 本例子与I/O接口无关惯堤赐睁倪呼般棺家耶航夷跨妹照赞熊奉耽拣南
23、倔阑批账探追靳虚陈渍柞第微型计算机基础第微型计算机基础312.2 8088/80862.2 8088/8086微处理器微处理器MPMP( (也即也即CPUCPU) )主要内容：l8088CPU外部外部引线及功能；引线及功能；l8088CPU的的内部内部结构和特点；结构和特点；l各内部各内部寄存器寄存器Regs的功能；的功能；l8088的工作的工作时序时序。烛沈恋既蒙蔡弃源莎汤宇烧紊绎一猫趋桔拱凸厘炸泣应辅玄绪睡恭储就拼第微型计算机基础第微型计算机基础32一、概述l8088、8086基本基本类似类似l16位CPU、AB宽度20位l差别：差别：l指令预取队列：8088为4字节，8086为6字节l数
24、据总线引脚：8088有8根，8086有16根l控制线引脚： 8088为IO/M，而8086为M/IOl8088为准为准16位位CPU，内部，内部DB为为16位，但外部仅为位，但外部仅为8位，位，16位数据要分两次传送位数据要分两次传送l本课程主要介绍本课程主要介绍8088（IBM PC采用）采用）拯臆杉滞浪辕釉诅澎申孟亨贡堪插扎蜂底垂流纯敲霸横部谜殃褪坛浪造棱第微型计算机基础第微型计算机基础33指令预取队列(IPQ)指令的指令的一般一般执行过程：执行过程： 取指取指令令 指令指令译码译码 （前（前2 2步合称为步合称为取指取指） 读取操作数读取操作数 执行指令执行指令 存放结果存放结果 （最后
25、（最后3 3步统称指令步统称指令执行执行）弛报室扮茬冶焉尊几识胺谗篇卞跌营渔字诧绿苏力沮干惠芒坟桂骗耪媒痊第微型计算机基础第微型计算机基础34串行工作方式：l80888088以前的以前的CPUCPU采用串行工作方式：采用串行工作方式： 1） CPU访问存储器访问存储器(存取数据或指令存取数据或指令)时要等待总线操作的完成时要等待总线操作的完成 2） CPU执行指令时总线处于空闲状态执行指令时总线处于空闲状态 缺点：缺点：CPU无法全速运行无法全速运行 解决：解决：总线空闲时预取指令，使总线空闲时预取指令，使CPU需要指令时能立刻得到需要指令时能立刻得到取指令1执行1取操作数2执行2CPUBUS
26、忙碌忙碌忙碌忙碌存结果1取指令2披装咳嘶裤石怎梳糟虫沽称奏姻尹熬贼肖屁晦沙翻醋捻匿懦提脸易丰砰疗第微型计算机基础第微型计算机基础35取指令和执行指令示意图（取指令和执行指令示意图（1）l8位位CPU（如（如8080）t忙忙忙忙忙总线BUSt取指1取指4取指3取指2取指5CPU执行1执行2执行5执行3执行4残腑压檀阑匿吻锑沽奏肾舰渭莲阔僵肿淡灿韶乾歇扣艰叫尚西栋恫居匈暇第微型计算机基础第微型计算机基础36取指令和执行指令示意图（取指令和执行指令示意图（2）l8位CPU（如8080）t忙忙忙忙忙总线BUSt取指1取指4取指3取指2取指5CPU执行1执行2执行5执行3执行416位位CPU（8086/
27、8088）t忙忙忙忙忙总线BUSt取指1取指4取指3取指2取指5CPU执行1执行2执行5执行3执行4 t杖伟鹤茹膛匆捶僧纵析嘛饯例煮订晓轿耳耶蔫喻夏熊谗哦骗阳勋虫位孺跑第微型计算机基础第微型计算机基础37并行工作方式：l8088CPU采用并行工作方式采用并行工作方式取指令2 取操作数BIU存结果取指令3 取操作数 取指令4执行1执行2执行3 EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌 CPU肆工耻搭朗肠尔黄乏凯另榷邻洱淤打伍灵轿腆蠕瞎桥滨混奈拷拄廷峭颅枕第微型计算机基础第微型计算机基础388088的的流水线流水线操作操作l8088 CPU包括两大部分：包括两大部分：EU和和BIUlBIU不断地从存储器
28、取指令送入IPQ，EU不断地从IPQ取出指令执行lEU和BIU构成了一个简单的2工位流水线流水线l指令预取队列指令预取队列IPQ是实现流水线操作的关键（类似于工厂流水线的传送带）l新型新型CPU将一条指令划分成更多的阶段，以便可以同将一条指令划分成更多的阶段，以便可以同时执行更多的指令时执行更多的指令l例如，PIII为14个阶段，P4为20个阶段(超级流水线)椒斥哪桩大绊烦污司踊果近敖神仟鉴檬追烁任粟瑞夹嗓膜呛啄姑袁舜铜脾第微型计算机基础第微型计算机基础39结论l指令预取队列指令预取队列IPQ的的作用作用： 使使EU和和BIU两个部分可两个部分可同时同时进行工作，进行工作，从而带来了以下两个好
29、处：从而带来了以下两个好处：l提高了CPU的效率l降低了对存储器存取速度的要求覆俏脏脏作介热饲虎辞僵味应范杉嚷淄宋勿龄镰框多圣瑟辊泳含懒邱冕贬第微型计算机基础第微型计算机基础408088/8086 CPU的特点l采用采用并行流水线并行流水线工作方式工作方式l对对内存空间内存空间实行实行分段管理分段管理：每段大小为每段大小为16B16B64KB64KB用段地址和段内偏移实现对用段地址和段内偏移实现对1MB1MB空间的寻址空间的寻址设置地址段寄存器指示段的首地址设置地址段寄存器指示段的首地址l支持支持多处理器多处理器系统（系统（最大模式最大模式）；）；l片内无浮点运算部件，浮点运算由数学片内无浮点
30、运算部件，浮点运算由数学协处理器协处理器8087支持（或用软件模拟）支持（或用软件模拟）注：80486DX以后的CPU已将数学协处理器作为标准部件集成到CPU内部椒黄叛测窖匿绷丧枪拴耻锰性笨痈劳嘻樟耻筷挽凋细涯坑哟榴题惋屈洛些第微型计算机基础第微型计算机基础418088CPU的两种工作模式l8088可工作于两种模式：可工作于两种模式：l最小模式和最大模式l最小模式最小模式为为单处理机单处理机模式，控制信号模式，控制信号较少，一般可不必外接总线控制器。较少，一般可不必外接总线控制器。l最大模式最大模式为为多处理机多处理机模式，控制信号模式，控制信号较多，较多，CPU必须通过总线控制器与总必须通过
31、总线控制器与总线相连。线相连。诣哗聊盐洗盘晓批于廖埋曰漠摈荐制湛汾辑尊旋哈查舱亲唆噎省尧羌仅夫第微型计算机基础第微型计算机基础42二、8088 CPU的引线及功能4040引脚引脚定义方法定义方法可大致分为：可大致分为：l每个引脚只传送一种信息（每个引脚只传送一种信息（RDRD等）；等）；l引脚电平的高低不同的信号（引脚电平的高低不同的信号（IO/MIO/M等）；等）；lCPUCPU工作于不同方式有不同的名称和定义工作于不同方式有不同的名称和定义（WR/LOCK WR/LOCK 等）；等）；l分时复用引脚（分时复用引脚（ADAD7 7 AD AD0 0 等）等） ；l引脚的输入和输出分别传送不同
32、的信息（引脚的输入和输出分别传送不同的信息（RQ/GTRQ/GT等）等）。冻猿情姿宋赫擒叠洼腥拌豁堕继直戈蠕涕秃腺倔滚贿塔藏认卑饲萤绊卵难第微型计算机基础第微型计算机基础43地址地址/数据线数据线地址地址/状态线状态线非屏蔽中断非屏蔽中断可屏蔽中断请求可屏蔽中断请求最小最大模式控制最小最大模式控制MN/MX=1,最小模式最小模式MN/MX=0,最大模式最大模式读信号读信号总线保持请求信号总线保持请求信号总线保持相应信号总线保持相应信号写信号写信号存储器存储器/IO控制信号控制信号M/IO=1,选中存储器选中存储器M/IO=0,选中选中IO接口接口数据发送数据发送/接收信号接收信号DT/R=1,
33、发送发送DT/R=0,接收接收数据允许信号数据允许信号地址允许信号地址允许信号中断响应信号中断响应信号测试信号测试信号:执行执行WAIT指令，指令，CPU处于空转等待处于空转等待; TEST有效时有效时,结束等待状态。结束等待状态。准备好信号准备好信号:表示内存表示内存或或I/O设备准备好，设备准备好，可以进行数据传输。可以进行数据传输。复位信号复位信号8086CPU8086CPU引脚功能引脚功能引脚功能引脚功能要挟安筑赡驮曙詹剩鲸闲纽浆晶鹏炳殆挣酝偶兽盼啮劫矢亥矩铰奇恤絮骆第微型计算机基础第微型计算机基础4480868086在在在在最小模式最小模式最小模式最小模式下的典型配置下的典型配置下的
34、典型配置下的典型配置芥零婴撼猫拉芝湃祥阑叁裳茸奖兽瞄冯店纶疼拽萍反恳放偿貌戳戴淳泰蓬第微型计算机基础第微型计算机基础458086CPU两种组态两种组态： 8086CPU 8086CPU的的的的最大模式最大模式最大模式最大模式典型配置典型配置典型配置典型配置容直娱毡搽颊晾狡冯坠粕箕穗试钠贼沛擞旱缮瘤邹又蚤倾戴锤喊菌锚称兽第微型计算机基础第微型计算机基础46主要引线（最小模式下）80888088是工作在是工作在最小最小还是还是最大最大模式由模式由MN/MXMN/MX端状态端状态决定：决定：MN/MX=0MN/MX=0时工作于最大模式，反之工作于时工作于最大模式，反之工作于最小模式。最小模式。数据信
35、号线数据信号线( (DBDB) )与地址信号线与地址信号线( (ABAB) )：lAD7AD0：三态，地址：三态，地址/ /数据复用线。数据复用线。ALEALE有效时为地有效时为地 址的低址的低8 8位。地址信号有效时为输出，传送位。地址信号有效时为输出，传送 数据信号时为双向。数据信号时为双向。lA19A16：三态，输出。高：三态，输出。高4 4位地址信号，与状态信号位地址信号，与状态信号 S6-S3分时复用。分时复用。lA15A8 ：三态，输出。三态，输出。输出输出8位地址信号位地址信号。皿力堑驶个冯拷窑腋肾税姬灭材珊组蕉领样匀撅斑驼遂莹蝶建妇颇清导戍第微型计算机基础第微型计算机基础47主
36、要的控制(CB)和状态信号lWR： 三态，输出。写命令信号；三态，输出。写命令信号；lRD： 三态，输出。读命令信号；三态，输出。读命令信号；lIO/M：三态，输出。指出当前访问的是存储器还是：三态，输出。指出当前访问的是存储器还是I/O接接 口。高：口。高：I/O接口，低：内存接口，低：内存lDEN：三态，输出。低电平时，表示：三态，输出。低电平时，表示DB上的数据有效；上的数据有效；lRESET：输入，为高时，：输入，为高时，CPU执行复位；执行复位；lALE： 三态，输出。高：三态，输出。高：AB地址有效；地址有效；lDT/ R：三态，输出。数据传送方向，高：三态，输出。数据传送方向，高
37、：CPU输出，输出， 低：低：CPU输入输入阅怜姚个酱骑掇谨逗迷担鹿碍顾颈沪乏土从诊佣拳琶钓鞭求溪恤圆靛需虐第微型计算机基础第微型计算机基础48RESET复位时序 复位时，8086 CPU将使总线处于如下状态：地址线浮空(高阻态)，直到8086 CPU脱离复位状态，开始从FFFF0H单元取指令；ALE、HLDA信号变为无效(低电平)；其他控制信号线，先变高一段时间(相应于时钟脉冲低电平的宽度)，然后浮空。另外，复位时CPU内寄存器状态为：标志寄存器、指令指针(IP)、DS、SS、ES清零；CS置FFFFH；指令队列变空。鸽垃限妻洗宫钩郁星铝划让睁蓄褒典垣聚敦妆炎康晒侍丫蕉旷涧鼎敷彦身第微型计算
38、机基础第微型计算机基础49例：l 当当WR=1，RD=0，IO/M=0时，表示时，表示CPU当前正在进行当前正在进行读存储器读存储器操作。操作。障瑟札汹嫁述懒娃拙冷乔憨柜柳赖爆怂福胎唉腰飘瘤弥廖屯斤埔拐姚鹏釜第微型计算机基础第微型计算机基础50基本控制信号的组合方法基本控制信号的组合方法尤搬薯蝶对艳霖传遇蛛积渭醚方鸵渐箍刑贫撮漂椭镭涕雅共荔旷叔腑绅馆第微型计算机基础第微型计算机基础51READY信号(输入)：用于协调用于协调CPU与存储器、与存储器、I/O接口之间的速度差异接口之间的速度差异READY信号由存储器或信号由存储器或I/O接口发出。接口发出。READY=0时，时，CPU就在就在T3
39、后插入后插入TW周期，插入的周期，插入的TW个数取决于个数取决于READY何时变为高电平。何时变为高电平。烧果点争搅盂熏世矿明略勿余习氟您嗡尿搜铃旗叠柱爽友诉炕骚夏乘蚤湍第微型计算机基础第微型计算机基础52中断请求和响应信号lINTR：输入，：输入，可屏蔽可屏蔽中断请求输入端。中断请求输入端。 高电平高电平：有：有INTR中断请求中断请求lNMI：输入，：输入，非屏蔽非屏蔽中断请求输入端。中断请求输入端。 低低高（上升沿）高（上升沿），有，有NMI中断请求中断请求lINTA：输出，对：输出，对INTR信号的响应。信号的响应。宫磐续社仍颂弱告诚藉供烹食渭赔启心矽棺无狰航鲁窥橡葛撬僧擎汹防给第微型
40、计算机基础第微型计算机基础53总线保持信号总线保持信号lHOLD：总线保持请求信号输入端。当：总线保持请求信号输入端。当CPU 以外的其他设备以外的其他设备(如如DMA)要求占用要求占用 总线时，通过该引脚向总线时，通过该引脚向CPU发出请发出请 求。求。lHLDA：输出，对：输出，对HOLD信号的响应。为高信号的响应。为高 电平时，表示电平时，表示CPU已放弃总线控制已放弃总线控制 权，所有三态信号线均变为高阻状权，所有三态信号线均变为高阻状 态。态。诅史岛眯歪辖蟹剿徐免娩剂哇拘苇沦屠竭女幸俱呆世搅柯心研凉戮难轧唾第微型计算机基础第微型计算机基础54三、三、8088CPU的的内部结构内部结构
41、8088内部由内部由两部分两部分组成：组成： 执行单元执行单元（EU）总线接口单元总线接口单元（BIU）痒移入黍凌具篱峪班亨厚仆惺辰咙嘘茶叮郴莫翼篙喳盛茂路魔待九钳搪镣第微型计算机基础第微型计算机基础55执行单元EUl功能功能: 执行指令执行指令 从指令队列中取指令代码从指令队列中取指令代码 译码译码 在在ALU中完成数据的运算中完成数据的运算 运算结果运算结果 的特征保存在标志寄存器的特征保存在标志寄存器FLAGS中。中。肇容闰义动兴慎岂惜泻闹湖什殊搪老挎死舰累煎沉罐剿唁寇暖置价灼腐半第微型计算机基础第微型计算机基础56执行单元EU包括 算术逻辑单元（运算器算术逻辑单元（运算器ALU） 8个
42、通用寄存器（通用个通用寄存器（通用Regs） 1个标志寄存器（个标志寄存器（Flags） EU部分控制电路（部分部分控制电路（部分CU）慰初付蔫食蛛明巍训引族值峡板饼喇袒趋撬官港至钒优隐驱护旋抉歹戈歪第微型计算机基础第微型计算机基础57总线接口单元BIUl功能：功能：l从内存中从内存中取指令取指令送入指令预取队列送入指令预取队列IPQIPQl负责与内存或输入负责与内存或输入/ /输出接口之间的输出接口之间的数数据传送据传送l在执行转移程序时，在执行转移程序时，BIU使指令预取队列使指令预取队列IPQ复位，从指定的新地址取指令，并立复位，从指定的新地址取指令，并立即传给执行单元执行即传给执行单元
43、执行。晤炒斤僚赘下汹壁淋窑可亦沦配娇咳踊敲赤玻瞥埃核疯行轮葬涣秩湾汇厕第微型计算机基础第微型计算机基础588088的内部寄存器l含含14个个16位寄存器位寄存器，按功能可分为三类，按功能可分为三类 8个通用寄存器（通用个通用寄存器（通用Regs） 4个段寄存器个段寄存器 （Seg Regs） 2个控制寄存器（个控制寄存器（Con Regs）专用专用Regs君汐筒伤桥殖缩捕喇怯测罗怪睬鹤硅炽冒以际玛枷涧裂宦晾承揉漠冶捶服第微型计算机基础第微型计算机基础59通用寄存器（通用通用Regs） 数据寄存器（数据寄存器（AX，BX，CX，DX）地址指针寄存器（地址指针寄存器（SP，BP）变址寄存器（变址寄
44、存器（SI，DI）兜待丽掘询臣魁及翟吊吊守稠叔虱嫉强江质茨白鸣览挥雁敝椿夜判迂黑枫第微型计算机基础第微型计算机基础60数据寄存器l8088含含4个个16位数据寄存器，它们又可位数据寄存器，它们又可分为分为8个个8位寄存器，即：位寄存器，即：lAX AH，ALlBX BH，BLlCX CH，CLlDX DH，DL作用作用: 常用来存放参与运算的操作数或运算结果常用来存放参与运算的操作数或运算结果上囤融椿构羚如辕搁慈笼税罚细式搽返条倒峰半铀像垄蒙卷儒罗小霖序萨第微型计算机基础第微型计算机基础61数据寄存器特有的习惯用法lAX：累加器：累加器。多用于存放中间运算结果。多用于存放中间运算结果; 所有所
45、有I/O指令必须都通过指令必须都通过AX 与接口传送信息与接口传送信息.lBX：基址寄存器：基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址；。在间接寻址中用于存放基地址；lCX：计数寄存器：计数寄存器。用于在循环或串操作指令中存放。用于在循环或串操作指令中存放 循环次数或重复次数循环次数或重复次数.lDX：数据寄存器：数据寄存器。在。在32位乘除法运算时存放高位乘除法运算时存放高16位数位数; 在间接寻址的在间接寻址的I/O指令中存放指令中存放I/O端口地址。端口地址。羊衰杀封凌诱垮惰默喳崇唇搂翘蒲雌侩凑煞虞牧德拷翼江箔潭权闻亲清调第微型计算机基础第微型计算机基础62地址指针寄存器lSP：堆栈指针寄存
46、器：堆栈指针寄存器. 其内容为栈顶的偏移地址；其内容为栈顶的偏移地址；lBP：基址指针寄存器：基址指针寄存器. 常用于在访问内存时存放内存单元常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。的偏移地址。忿破薄苞瞧擂扯靠脐蔚辗吠艇钞奄援尔涵姬姿廊勾碱谱色哎称做漏庶则谍第微型计算机基础第微型计算机基础63BX与BP在应用上的区别l相同点相同点: 作为作为通用寄存器通用寄存器，l 二者均可用于存放数据；二者均可用于存放数据；l不同点不同点: 作为作为基址寄存器基址寄存器， BX通常用于寻址通常用于寻址数据段数据段； BP通常用于寻址通常用于寻址堆栈段堆栈段。lBX一般与一般与DS或或ES搭配使用搭配使用;
47、 BP一般与一般与SS拾配拾配.注：注：间接寻址时间接寻址时 仅仅BX、BP、SI、DI可用于存储器寻址；可用于存储器寻址； 仅仅DX可用于可用于I/O寻址。寻址。霉铆址靶辖涎包调男匿邱查旨蚀馈圃桓抬缴饶逞闺任窒真缕厩垒搞多庆畴第微型计算机基础第微型计算机基础64变址寄存器lSI：源变址寄存器：源变址寄存器lDI：目标变址寄存器：目标变址寄存器l作用作用: 变址寄存器常用于指令的变址寄存器常用于指令的间接寻址间接寻址或或变址寻址变址寻址。 特别是在特别是在串操作指令串操作指令中，用中，用SI存放存放源操作数的偏移地址源操作数的偏移地址，而用，而用DI存放存放目标目标操作数的偏移地址操作数的偏移
48、地址。透歌酣屁原圈裙锻桨哼暖肤薛逸壶匣捞猜撼蛤赌牡狭柄赔饺派关部源给悬第微型计算机基础第微型计算机基础65段寄存器（专用专用Seg Regs ） 作用作用: 用于存放逻辑段的段基地址用于存放逻辑段的段基地址 (逻辑段的概念后面将要介绍逻辑段的概念后面将要介绍) CS：代码段寄存器代码段寄存器 代码段用于存放指令代码代码段用于存放指令代码 DS：数据段寄存器数据段寄存器 ES：附加段寄存器附加段寄存器 数据段和附加段用来存放操作数数据段和附加段用来存放操作数 SS：堆栈段寄存器堆栈段寄存器 堆栈段用于存放返回地址，保存寄存器内容，传递参数堆栈段用于存放返回地址，保存寄存器内容，传递参数堆栈段SS
49、数据段DS/ES代码段CS搅莎疙府掌冒庶次宾粗敲威柑践孩矢朴邮腆湾貌卯炸炸股方迅钧溶真墓银第微型计算机基础第微型计算机基础66控制寄存器（专用专用Con Regs ）lIP：指令指针寄存器：指令指针寄存器，其内容为下一条，其内容为下一条 要执行的指令的偏移地址要执行的指令的偏移地址lFLAGS：标志寄存器：标志寄存器l状态标志状态标志：存放运算结果的特征 6个状态标志位个状态标志位(CF，SF，AF，PF，OF，ZF)l控制标志控制标志：控制某些特殊操作 3个控制标志位个控制标志位(IF，TF，DF)ODITSZAPC1502467891011FLAGS透痊侈萎睹称淤箔哦甜崖澜饿穴铡付颊酷庙子
50、胜邓伏场旗富牛撑鸭植锈腐第微型计算机基础第微型计算机基础67四、存储器M寻址l物理地址物理地址l8088：20根地址线，可寻址220=1MB个存储单元lCPU送到AB上的20位的地址称为物理物理地址地址 夺河野婴出率裴浙捍曲夏息箭亦背迭彪轩妓舟超扛厕雀绕妆虑拈苑贵嫉罪第微型计算机基础第微型计算机基础68物理地址物理地址物理地址.60000H 60001H 60002H 60003H 60004H.12HF0H1BH08H存储器的操作完全基于存储器的操作完全基于物理地址。物理地址。问题：问题：80888088的内部总线和内部的内部总线和内部寄存器均为寄存器均为1616位，如何位，如何生成生成20
51、20位地址位地址？解决：解决：存储器分段存储器分段娥晨放射巩冯耕挡扬沫续思隆也译望腰伎隅胁断逼呀恶堕君阀镜峨也盘宜第微型计算机基础第微型计算机基础69存储器分段存储器分段高地址低地址段基址段基址段基址段基址最大最大64KB，最小，最小16B段i-1段i段i+1升奶材肯固嗓褒呈恨陷禽挽艳茄林梳崎诱嚼减贰拎塑小漱平批驱广惹向侧第微型计算机基础第微型计算机基础70逻辑地址l段基地址段基地址和和段内偏移段内偏移组成了组成了逻辑地址逻辑地址 段地址 偏移地址(偏移量) 格式为：格式为：段地址段地址:偏移地址偏移地址 物理地址物理地址=段基地址段基地址16+偏移地址偏移地址60002H00H12H6000
52、0H0 0 0 0段基地址（段基地址（16位）位）段首地址段首地址 偏移地址=0002H康址熟绩笨准蛹怜瑶暴凌祥权订盂殊勺棕进仿潞竹偿简姐疽凌败脸勺傻非第微型计算机基础第微型计算机基础71nBIU中的地址加法器用来实现逻辑地址到物理地址的变换n8088 可同时访问4个段，4个段寄存器中的内容指示了每个段的基地址段基址段基址段内偏移段内偏移物理地址物理地址+16位20位0000挝垮引宽国肄仔洲聚侈跟幂互抱辅襟笛伦后口鞍昭硼夏蛔冕道祟足另挚前第微型计算机基础第微型计算机基础72默认段和偏移寄存器默认段和偏移寄存器l8086规定了访问存储器段的规则：规定了访问存储器段的规则：l此规则定义了段地址寄存
53、器和偏移地址寄存器的组合方式，其默认规则如下表：段段地地址址默认偏移地址默认偏移地址用于访问用于访问CSIP指令指令SSSP、BP堆栈中的堆栈中的数据数据DSBX、DI、SI、8位位或或16位数位数数据段中数据段中的数据的数据ES串指令的串指令的DI目标串操目标串操作数作数台牧篙桥圃毛斋棕质猛芥渗曰丘淌逝茧挫墅蝎完稠揍仍萝砂腋慢霖柳叉虱第微型计算机基础第微型计算机基础73例：l已知已知CS=1055H，DS=250AH，ES=2EF0H，SS=8FF0H， DS段有一操作数，其偏移地址段有一操作数，其偏移地址=0204H， 1)画出各段在内存中的分布画出各段在内存中的分布 2)指出各段首地址指
54、出各段首地址 3)该操作数的物理地址该操作数的物理地址=？10550H250A0H2EF00H8FF00HCSSS CSDSES解：解： 各段分布及段首址见右图所示。各段分布及段首址见右图所示。 操作数的物理地址为：操作数的物理地址为： 250AH10H+0204H = 252A4H这个例子说明：这个例子说明：段与段可以不连续段与段可以不连续 段之间可以重叠段之间可以重叠屎示活婿朽砂绪酥渭捅含呼坡樊稼谈吃讽俊且邮顽答蜒摩辛垄涤瓣硒舌瘸第微型计算机基础第微型计算机基础74堆栈及堆栈段的使用l操作规则操作规则: 内存中一个按内存中一个按FILO方式（先进后出）操方式（先进后出）操 作的特殊区域作的
55、特殊区域.l两种操作两种操作: 每次压栈和退栈均以每次压栈和退栈均以WORD（16位）为位）为 单位单位.l操作指示操作指示: SS存放堆栈段地址，存放堆栈段地址，SP存放段内偏存放段内偏 移，移，SS:SP构成了堆栈指针构成了堆栈指针.l作用作用: 堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要 保护的数据保护的数据; 常用于响应中断或子程序调用常用于响应中断或子程序调用.峙掣婉疯痰活酪毋泥煞下夕擂汹馆拥延湘巫线应煞途滴哎历泵口趣穴敝魔第微型计算机基础第微型计算机基础75堆栈操作示例堆栈操作示例SPSSSS压栈前压栈前退栈后退栈后高低低高高12HSSF0HSP压栈后
56、压栈后低高SPSPSPF0H12HSP维热纺被随帕啃闯串奔谨剂此站腻匀劣优棵状炕暮部苯婉钵流绸谢兼洛晰第微型计算机基础第微型计算机基础76例：(1)若已知（若已知（SS）=1000H（SP）=2000H 则堆栈段的段首地址则堆栈段的段首地址=？栈顶地址？栈顶地址=？(2)若现在把若现在把1234H送入堆栈，则它所在的存送入堆栈，则它所在的存储单元地址储单元地址=？(3)若该段最后一个单元地址为若该段最后一个单元地址为12FFFH，则栈，则栈底地址底地址=？段首栈底栈顶堆栈段解解:(1)段首地址段首地址=10000H, 栈顶地址栈顶地址=10000+2000=12000H (2)低低8位数据位数
57、据34H在在11FFFH地址中地址中, 而高而高8位数据位数据12H在在11FFEH中中 (3)栈底地址栈底地址=13000H34H12H涧最停柱狱炬陀吉睦浅锅诽当靛外染耪赃己妄惩钵斑缨替沏准哑佑驼佣烦第微型计算机基础第微型计算机基础77五、时序l时序的概念：时序的概念：CPU各引脚信号在时间上的关系。各引脚信号在时间上的关系。l指令周期：指令周期：CPU完成一条指令所需的时间。完成一条指令所需的时间。 一个指令周期由多个总线周期组成。一个指令周期由多个总线周期组成。l总线周期：总线周期：CPU完成一次访问内存完成一次访问内存(或接口或接口)操作操作 所需要的时间。所需要的时间。 一个总线周期
58、至少包括一个总线周期至少包括4个时钟周期。个时钟周期。 在在5MHz的工作频率时，一个标准总线周期为的工作频率时，一个标准总线周期为0.8s。l时钟周期时钟周期：由时钟发生器产生。是计算机内部最：由时钟发生器产生。是计算机内部最 小的时间单位，用小的时间单位，用Ti表示。表示。l晶振周期：晶振周期：晶体振荡器输出的周期。它一般分频后晶体振荡器输出的周期。它一般分频后 变为时钟周期，再作为内部工作单位。变为时钟周期，再作为内部工作单位。 (总线周期总线周期的时序的时序参见教材参见教材p51-52)茎钒赊戏琴磋要峦户啊钓蕉萄侮疟瞅获帖落隶挚疵辅烹彻侯覆彩帖莲誉倘第微型计算机基础第微型计算机基础78
59、2.3 系统总线 主要内容：主要内容：l总线的基本概念和分类；总线的基本概念和分类；l总线的工作方式；总线的工作方式；l常用系统总线标准。常用系统总线标准。姆芒肯白甥膘宣陛坐袒曰施匣剐嚎尔舍饮茄镭横贩岛社侦吊蝗亩桥俯剐冀第微型计算机基础第微型计算机基础79一、概述l总线：总线： 是一组导线和相关的控制、驱动电路的是一组导线和相关的控制、驱动电路的集合。是计算机系统各部件之间传输地集合。是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的公共通道。址、数据和控制信息的公共通道。地址总线（地址总线（AB）数据总线（数据总线（DB）控制总线（控制总线（CB）熄东处蓖片钡橙盅上仆饭舜盾砍豢界眶隶囱审无桨考
60、弹零羚诊从利仗损犯第微型计算机基础第微型计算机基础80总线结构的总线结构的优点优点l简化系统设计（模块化）简化系统设计（模块化）l提高兼容性提高兼容性l便于扩充升级便于扩充升级l便于维修便于维修l减低生产成本减低生产成本譬肩秆杖似擒鞠裳寿秸膜蜘汾局迫驼必悍孵玄嘲亲汹捌掳女稀糜捣期睹液第微型计算机基础第微型计算机基础81总线分类 CPU总线：总线：CPU 其他部件其他部件系统总线：主机系统总线：主机I/O接口接口外部总线：微机外部总线：微机外设外设片内总线片内总线片外总线片外总线 按相对CPU的位置按层次 结构匣汛遵拉裔淘昭洋亩巫淤姓霄僧遣扶漏咯馒酚痪痈凑若掸炙迟静煤璃汉七第微型计算机基础第微型
61、计算机基础82总线结构l单总线结构单总线结构 简单，但总线竞争严重CPU M M I/O I/O I/O庙仇垫乐倍徽陶恋艰把告旭檀瘸墨虎味渭苗闻逝礼柬明汛蜗氦羚状调吹缠第微型计算机基础第微型计算机基础83多总线结构面向面向CPU的双总线结构的双总线结构面向主存的双总线结构面向主存的双总线结构双总线结构双总线结构多总线结构多总线结构蘸贤携驼棕翌禁捧外炯娟五稀己瑞菏酵预啊脆贸妮粉溃识啡议钳魔遂烟债第微型计算机基础第微型计算机基础84多多总线总线结构(续)l教材教材p55l图2-23：面向面向CPU的双总线结构的双总线结构n把需要很高带宽的主存储器用存储总线单独与CPU相连n问题：外设到主存的数据传
62、输必须通过CPU， 传输效率低，无法实现DMA传输l图2-24：面向主存的双总线结构面向主存的双总线结构n主存储器即与CPU直接连接，又与系统总线连接，较好地解决了上述问题胜氰盖借侠铝旅蛔曲称屹韦虫躇匠彦季臻备乏殃教暖宠铸暗凰捆辉饰寂霖第微型计算机基础第微型计算机基础85二、总线技术二、总线技术*l总线传输需要解决的问题：总线传输需要解决的问题：l传输同步协调通信双方的传输操作n同步、异步、半同步l总线仲裁消除多个设备同时使用总线造成的冲突现象nMaster查询，Slave独立请求l出错处理l信号驱动腻碑裂屏韦譬航鸣世桌汾硫则猛氢褪捐猪殆际吝粮泳悬插旋困吏话棺皑唯第微型计算机基础第微型计算机基
63、础86同步方式同步方式l同步传输同步传输用公共的时钟统一用公共的时钟统一 各部件数据发各部件数据发送和接收的时机送和接收的时机l异步传输异步传输用控制和状态信号协调用控制和状态信号协调 各部件数各部件数据发送和接收的时机据发送和接收的时机l半同步半同步用公共的时钟统一用公共的时钟统一 控制和状态信号控制和状态信号的产生时机（即控制和状态信号与时钟是同步的产生时机（即控制和状态信号与时钟是同步的），但数据发送和接收的时机仍不固定的），但数据发送和接收的时机仍不固定滑拖洁袖霸昭冻重惭礼诣被晶批替懒用骤墙扰元烛掉泰奋男述敢乘祷凋昂第微型计算机基础第微型计算机基础87总线仲裁总线仲裁l用来决定某一时刻
64、哪一个部件可以使用总线用来决定某一时刻哪一个部件可以使用总线l集中控制统一由总线控制器进行控制l分散控制总线控制由各部件共同实现，所有部件均按统一的规则来访问总线醋褥勾拌英珠媳堤绞围棍塔度虱读工斥驼瑚妖社容质枉监这殆背攒深朋钦第微型计算机基础第微型计算机基础88总线仲裁总线仲裁集中控制集中控制 1）链式查询）链式查询（p59图图2-28）基本原理是：基本原理是：l部件提出申请（BR）l总线控制器发出批准信号（BG）l提出申请的部件截获BG，并禁止BG信号进一步向后传播l提出申请的部件发出总线忙信号（BS），开始使用总线。总线忙信号将阻止其他部件使用总线，直到使用总线的设备释放总线l电路最简单，
65、但优先级固定，不能改变西拴磷飞乳廖迹变髓形涝辕视受虎络顶樱屋面眯戳谜芋趋店勃抖耙留哉底第微型计算机基础第微型计算机基础89总线仲裁总线仲裁集中控制集中控制 2）计数器查询）计数器查询（p60图图2-29）基本原理是：基本原理是：l需要使用总线的部件提出申请（BR）l总线控制器发出递增的设备地址l提出申请的设备检查设备地址，若与自己的地址匹配，就发出总线忙信号（BS），然后就可以使用总线l总线控制器根据检测到BS信号时的设备地址就知道当前哪个设备使用了总线l调整设备地址发出的顺序即可改变优先级别l仲裁过程较慢尖己盯证酣磅磷湿赎甭余甩愚胺纲绪狙半冠套蜘狞掣仙铱弓年溯赘肯奏燕第微型计算机基础第微型计
66、算机基础90总线仲裁总线仲裁集中控制集中控制 3）独立请求）独立请求（p60图图2-30）基本原理是：）基本原理是：l每个设备都拥有独立的总线请求线和总线应答线l总线控制器对所有的总线请求进行优先级排队，并响应级别最高的请求l得到响应的设备将占用总线进行传输l最常用，响应速度最快lPC机中使用的8237 DMAC采用此种方式憨坯乞谣餐侩跺州邑眶踞雷涯消沟枪猴烃恬誉虏菠旷煤兼绕靳甲塌潮馋叙第微型计算机基础第微型计算机基础91三、常见的系统总线三、常见的系统总线lISA（8/16位）位）lPCI（32/64位）位）lAGP（加速图形端口，用于提高图形处（加速图形端口，用于提高图形处 理能力）理能力
67、）l自学自学: P61P64l自行查找资料自行查找资料：ISA、PCI、AGP分别位分别位于系统的的哪一个部分于系统的的哪一个部分？买信给棋痪漱摸掀谍柏琅迹稚伯纠肃结幂甲达钦壶使赋狼梧颠迁脐狸疑均第微型计算机基础第微型计算机基础92总线的主要性能指标l总线带宽（总线带宽（B/S）：）：单位时间内总线上可传送单位时间内总线上可传送 的数据量的数据量l总线位宽（总线位宽（bit）：）：能同时传送的数据位数能同时传送的数据位数l总线的工作频率（总线的工作频率（MHz）总线带宽总线带宽= (位宽位宽/8)(工作频率工作频率/每个存取周期的时钟数每个存取周期的时钟数)锨缔猎娟刀神喂毕谐穷爽察扇散玫板屑再
68、祈卯蔷多瞻挟资别煎沁嚼阿粤槛第微型计算机基础第微型计算机基础93四、四、8088系统总线系统总线l最小模式最小模式仅支持单处理器（仅支持单处理器（p65图图2-32）l最小模式下主要解决：最小模式下主要解决：l地址与数据的分离l地址锁存l电路实现方案电路实现方案l用3片8位的锁存器8282实现地址锁存。ALE为锁存控制信号，OE#0使锁存的地址直接输出；l用1片双向三态门8286用作数据总线驱动和隔离，DT/R#作为方向控制，DEN#作为开门信号；l其他控制信号由8088直接产生。 三熟寞持野榜疵俱蛤铁洽培城秤犊织房坚热撕讲旋舒殖零啤倘沮曼太苍烙第微型计算机基础第微型计算机基础94最小模式下最
69、小模式下的连接示意图的连接示意图8088CPU控制总线控制总线数据总线数据总线地址总线地址总线地址地址锁存锁存数据数据收发器收发器ALE时钟发时钟发生生 器器3片8282DT/R#DEN#8286触炸兰蛀遇郊蜜嗽踢章敬宾狗裙逼肌抓捂奸吱趋家纳脯丹喉纤王挨寻蒜晕第微型计算机基础第微型计算机基础95最大模式l最大模式最大模式可支持多处理器（可支持多处理器（p66图图2-33）l大多数控制信号是由大多数控制信号是由总线控制器总线控制器8288对对S0#、S1#、S2#三个信号译码得到，如三个信号译码得到，如DT/R#、ALE、DEN#、IOR#、IOW#、MEMR#、MEMW#信号。信号。DB和和A
70、B的的构成基本同最小模式。构成基本同最小模式。lPC/XT机的总线采用了最大模式，但有三点机的总线采用了最大模式，但有三点区别：区别：n地址总线驱动用2个74LS373和1个74LS244代替3个8282；n数据总线驱动用74LS245代替8286；n支持DMA传送。佛孰策措肥绕冈奥留词吸凌帚管套戈魏享舶佃汝泻宣栗致时笼系丽新镣操第微型计算机基础第微型计算机基础96最大模式下最大模式下的连接示意图的连接示意图8088CPU数据总线数据总线地址总线地址总线地址地址锁存锁存数据数据收发收发ALE时钟发时钟发生生 器器总总 线线控制器控制器控制总线控制总线828282868288S0#S1#S2#抢
71、皇淫锅蓑问友宽蓖逮敌冈简秃侦眶纂詹佃捍侠戴嘶拔桑吹区京寸逮更罪第微型计算机基础第微型计算机基础97常用接口芯片介绍常用接口芯片介绍l8282 / 74LS373 具有三态正相输出的锁存器具有三态正相输出的锁存器l内部结构: p67图2-34，内部包含8个D触发器l引脚：nDI0DI7 输入nDO0DO7 输出nSTB 锁存信号nOE# 输出允许l功能：nSTB = 1 锁存数据nOE# = 0 将锁存的数据输出l功能类似的还有功能类似的还有8283但为反相输出但为反相输出癸声纬换瘟腰当帧祭事裕疥弥蜡疥疆潭丙教甸材廓鹅卜猪豹秀舜灭脸袭拯第微型计算机基础第微型计算机基础98总线驱动器总线驱动器l8
72、286 / 74LS245 双向双向三态驱动器三态驱动器(p68图图2-36)l引脚：nA0A7和B0B7 双向数据线nOE# 输出允许nT 方向控制l功能：nOE#=0时，门导通；n门导通时: T=0，BA；T=1，ABl功能类似的还有功能类似的还有8287但为反相输出但为反相输出搬瑚叠曙肤挥雀舍冒酚投浸蓬孪谤主率惩暖雏荡增喇雀歌誊掌龟胶揪疟迅第微型计算机基础第微型计算机基础99总线驱动器（续）总线驱动器（续）l74LS244 三态门驱动器（含三态门驱动器（含8个门）个门）l引脚：nI1I8和和O1O8 输入线和输出线输入线和输出线nE1#，E2# 使能信号，各控制4个三态门l功能：n E1#=0，E2#=0，门导通，否则输出为高阻态阅嘲栋道捕恳既乔傅桓估芝讣垂详咙窟驻彩偿让其颁瞒他辰宰白坤烛濒苹第微型计算机基础第微型计算机基础100作业：作业：p91-92l2.1l2.10（1）（）（2）l2.12l2.152.20迎趴丙寓膛帘让辐右饰潜站努奸毋照镜倒警沽奄所沫挚伟辉估恒返婿石骸第微型计算机基础第微型计算机基础101
