《微机接口技术》 第二章 微机原理和体系结构

微机接口技术 2004.3.10

微机接口技术 2004 . 3 . 10

第二章微处理器原理与 体系结构 1.微处理器概述 2.IA-32微处理器 3.IA-32流水线结构 4.IA-32存储器组织 5.IA32CPU的时序 6.飞速发展的CPU

2 第二章 微处理器原理与 体系结构 1. 微处理器概述 2. IA-32微处理器 3. IA-32流水线结构 4. IA-32存储器组织 5. IA-32CPU的时序 6.飞速发展的CPU

1.徼处理器概述 1.1CPU的基本概念 1.2CPU主要技术参数 IA-32:IA是 Intel Architecture的简称,IA-32 是 Intel32位处理器架构的简称

3 1. 微处理器概述 1.1 CPU的基本概念 1.2 CPU主要技术参数 IA-32：IA是Intel Architecture的简称，IA-32 是Intel 32位处理器架构的简称

11CPU的基本概念 如果把计算 机比作一个 微处理器MPU( Micro Processing么cPu Unit),即微型化的中央处理器艺是大脑 今中央处理器CPU的英文全称是 Central Processing Unit 早期微处理器以MPU表示,以区别于大型主机的 多芯片CPU。但现在已经不加区分,都用CPU表示

4 1.1 CPU的基本概念 ❖ 微处理器MPU（Micro Processing Unit），即微型化的中央处理器。 ❖ 早期微处理器以MPU表示，以区别于大型主机的 多芯片CPU。但现在已经不加区分，都用CPU表示。 ❖ 中央处理器CPU的英文全称是 Central Processing Unit。 如果把计算 机比作一个 人，那么CPU 就是大脑

12CPU主要技术参数 字长:CPU在单位时间内(同一时间)能 位:采用二迸 次处理的俄物是对 制,代码只有 于不同的C 41.位、字节和的一体需 位的CPU一次 U他he(仅指 ÷2.CPU外频的基流时 的 ÷3.前端总线 对提 冷4.CPU主频件速度有显著作用 5.L1和L2 Cache的容量和速率

5 ❖2．CPU外频 ❖3．前端总线（FSB）频率 ❖4．CPU主频 ❖5．L1和L2 Cache的容量和速率 位：采用二进 制，代码只有 “0”和“1”。 字长：CPU在单位时间内(同一时间)能 一次处理的二进制数的位数叫字长。对 于不同的CPU、字长的长度是不一样。8 位的CPU一次只能处理一个宇节，而32 位的CPU一次就能处理4个宇节。 也称为CPU总线频率， 是由主板为CPU提供 的基准时钟频率 前端总线也就是 以前所说的CPU 总线，也是 CPU 与内存以及L2 Cache（仅指 Socket 7主板） 之间交换数据的 工作时钟 CPU主频也叫工作频率，是 CPU内核(整数和浮点运算 器)电路的实际运行频率。 L1和L2 Cache的容量和工作速率对提高 电脑速度起关键作用，尤其是L2 Cache 对提高运行2 D图形处理较多的商业软 件速度有显著作用。 1.2 CPU主要技术参数 ❖1．位、字节和字长

2.IA-32微处理器 218086的编程结构 228086的工作模式和引脚

6 2. IA-32微处理器 2.1 8086的编程结构 2.2 8086的工作模式和引脚

218086的编程结构 1.总线接口部件(BIU) 2.执行部件(CEU 3.通用寄存器 4.标志寄存器

7 2.1 8086的编程结构 1．总线接口部件 (BIU) 2．执行部件(EU) 3．通用寄存器 4．标志寄存器

通用AHAL 20位 地址 备存器BHBL 加志器 CH CL 6 艳入出 挖制电路 内邵暫存器 外部总线 运存6位 位指令队列 绍冲器 执行部件(EU)总线接口部件(BU 图2-18086的编程结构图

8 图2-1 8086的编程结构图

总线接口部件(BIU 总线接口部件由下列各部分组成: (1)4个段地址寄存器; 心CS16位的代码段寄存器; 今DS16位的数据段寄存器; 今ES16位的扩展段寄存器; SS16位的堆栈段寄存器; (2)16位的指令指针寄存器IP 冷(3)20位的地址加法器 (4)6字节的指令队列缓冲器

9 1．总线接口部件 (BIU) ❖总线接口部件由下列各部分组成： ❖（1）4个段地址寄存器； ❖CS——16位的代码段寄存器； ❖DS——16位的数据段寄存器； ❖ES——16位的扩展段寄存器； ❖SS——16位的堆栈段寄存器； ❖（2）16位的指令指针寄存器IP； ❖（3）20位的地址加法器； ❖（4）6字节的指令队列缓冲器

2.执行部件(EU) 执行部件的功能就是负责从指令队列取指令并执 行。从编程结构图可见,执行部件由下列几个部 分组成: (1)4个通用寄存器,即AX、BX、CX、DX; (2)4个专用寄存器; (3)标志寄存器FR; (4)算术逻辑单元ALU

10 ❖ 执行部件的功能就是负责从指令队列取指令并执 行。从编程结构图可见，执行部件由下列几个部 分组成： ❖ （1）4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX； ❖ （2）4个专用寄存器； ❖ （3）标志寄存器FR； ❖ （4）算术逻辑单元ALU。 2．执行部件(EU)