湖南大学：《微机原理与接口技术》课程电子教案（PPT课件）第十五章 从8086到80x86

4本章内容 ●80X86和 Pentium- -PentiumⅣV系 列各个成员的概况。 80X86的三种工作模式及寻址原理。 ●80386的内存分页管理机制。 80386具有保护功能的指令。 Pentium系列微处理器的特性

 80X86和Pentium—PentiumⅣ系 列各个成员的概况。  80X86的三种工作模式及寻址原理。  80386的内存分页管理机制。  80386具有保护功能的指令。 本章内容  Pentium系列微处理器的特性

②学习目的 了解80X86和 Pentium--PentiumⅣ系 列各成员的基本特点。 掌握80X86的三种工作模式(实模式 保护模式及虛拟86模式)及寻址原理。 掌握80386的内存分页管理机制。 了解80386具有保护功能的指令。 了解 Pentium系列微处理器的特性

 了解80X86和Pentium—Pentium Ⅳ系 列各成员的基本特点。  掌握80X86的三种工作模式(实模式、 保护模式及虚拟86模式)及寻址原理。  掌握80386的内存分页管理机制。  了解80386具有保护功能的指令。 学习目的  了解Pentium系列微处理器的特性

15.1从8086到80x86 15.1.180286微处理器简介 1.80286的主要特性 ①地址线24根,可寻址16MB内存空间 ②具有两种地址方式:实地址方式和虚地址保 护方式 ③使用虚拟内存

15.1 从8086到80x86 15.1.1 80286微处理器简介 1. 80286的主要特性 ① 地址线24根，可寻址16MB内存空间。 ② 具有两种地址方式：实地址方式和虚地址保 护方式。 ③ 使用虚拟内存

④24种寻址方式 ⑤可以同时运行多个任务 三种类型中断:硬件中断、软件中断 和异常中断 ⑦增加了高级类指令、执行环境操作类 指令和保护类指令 2.80286的内部结构 80286的内部结构如下图所示

④ 24种寻址方式。 ⑤ 可以同时运行多个任务。 ⑥ 三种类型中断：硬件中断、软件中断 和异常中断。 ⑦ 增加了高级类指令、执行环境操作类 指令和保护类指令。 80286的内部结构如下图所示。 2. 80286的内部结构

地址部件AU 物理 23-110 地址锁存和驱动器 BHE, MIO 地址 加法 预取处理器扩 PEACK PEREO 段界阻段基址/象 充接口 ReAdY, HOLD 总线控制 检查器 SO-SI. COD/INTA 段大小 偏移量加法器 数据收发器 LOCK, HLDA DIs-Do 6字节预取队列 ALU 总线部件BU 寄 RESET 存|控制 3译码 指令 CLK 器 指令队列译码器 执行部件EU K VCC →CAP 指令部件IU NMI BUSY NTRERROR

偏移量加法器 段基址 段大小 段界限 检查器 物理 地址 加法 器 地址锁存和驱动器 预取器 处理器扩 充接口 总线控制 数据收发器 6字节预取队列 ALU 寄 存 器 控制 3译码 指令队列 指令 译码器 总线部件BU 指令部件IU 执行部件EU 地址部件AU BHE，M/IO PEACK PEREQ READY，HOLD LOCK，HLDA RESET CLK CAP NMI INTRERROR BUSY A23-A0 S0-S1,COD/INTA D15-D0 VSS VCC

15.1280386微处理器及保护方式下的存 储器寻址 1.80386的主要特性 ①32位微处理器 ②提供32位外部数据总线接口 ③具有片内集成的存储器管理部件MMU, 可支持虚拟存储和特权保护。 ④具有实地址模式、保护模式和虚拟8086模 式等三种工作方式

15.1.2 80386微处理器及保护方式下的存 储器寻址 1. 80386的主要特性 ① 32位微处理器 ② 提供32位外部数据总线接口 ③ 具有片内集成的存储器管理部件MMU， 可支持虚拟存储和特权保护。 ④ 具有实地址模式、保护模式和虚拟8086模 式等三种工作方式

⑤具有4GB(232)的物理寻址空间和64TB(246) 的虚拟存储空间。 ⑥通过配用80287或80387数值协处理器可支 持高速数值处理 ⑦在目标码一级与8086、80286芯片完全兼容。 2.80386的内部结构 80386的内部结构如下图所示

⑤ 具有4GB(232)的物理寻址空间和64TB(246) 的虚拟存储空间。 ⑥ 通过配用80287或80387数值协处理器可支 持高速数值处理。 ⑦ 在目标码一级与8086、80286芯片完全兼容。 2. 80386的内部结构 80386的内部结构如下图所示

CPU MMI →测试部件 分段描述符 分页描述符 32位寄存器组 超高速 超高速 64位桶形移位器 缓存器 缓存器 NPX ALU 接口 分段部件 分页部件 控制 中断→ 部件 BIU 指令译码 32位地 复位一 总线 址总线 接口 32位数 预取预取 据总线 指令队列 队列单元 部件 →控制

控制 部件 测试部件 分段描述符 超高速 缓存器 分段部件 分页描述符 超高速 缓存器 分页部件 总线 接口 部件 预取 队列 预取 单元 32位寄存器组 64位桶形移位器 ALU 指令译码 指令队列 32位地 址总线 32位数 据总线 控制 总线 NPX 接口 中断 复位 CPU MMU BIU

(1)中央处理部件CPU 中央处理部件又包括指令预取单元、指 令预译码单元和指令执行部件三部分。其中: 通用寄存器组既可用于数据操作,又可用 于地址计算。 桶形移位寄存器用来有效地实现指令的移 位、循环移位和位操作,同时也可用于乘 法和除法等操作,以加快运算速度。 (2)总线接口部件BIU 总线接口部件提供中央处理部件和外部 系统之间的高速接口

⑴ 中央处理部件CPU 中央处理部件又包括指令预取单元、指 令预译码单元和指令执行部件三部分。其中： ⑵ 总线接口部件BIU 总线接口部件提供中央处理部件和外部 系统之间的高速接口。 • 通用寄存器组既可用于数据操作，又可用 于地址计算。 • 桶形移位寄存器用来有效地实现指令的移 位、循环移位和位操作，同时也可用于乘 法和除法等操作，以加快运算速度

80386的总线周期仅为2个时钟。 (3)存储器管理部件MMU 存储器管理部件又分为分段单元和分页单元 二部分。 分段单元完成从逻辑地址到线性地址之间 的转换。 ·分页单元完成线性地址到物理地址之间的 转换

⑶ 存储器管理部件MMU 存储器管理部件又分为分段单元和分页单元 二部分。 80386的总线周期仅为2个时钟。 • 分段单元完成从逻辑地址到线性地址之间 的转换。 • 分页单元完成线性地址到物理地址之间的 转换