微处理器的功能结构包括

8086

四、80x86微处理器的结构和功能

(一)80x86微处理器

1.8086/8088主要特征

(1)16位数据总线(8088外部数据总线为8位)。

(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)24位操作数寻址方式。

(4)16位端口地址线可寻址64K个I/O端口。

(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)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。

2.8086微处理器内部结构

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。

3.8086最小模式与最大模式及其系统配置

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。

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。

4.8087与8089处理机简述

(1)8087协处理机

8087协处理机与8086组合在一

8086

四、80x86微处理器的结构和功能

(一)80x86微处理器

1.8086/8088主要特征

(1)16位数据总线(8088外部数据总线为8位)。

(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)24位操作数寻址方式。

(4)16位端口地址线可寻址64K个I/O端口。

(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)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。

2.8086微处理器内部结构

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。

3.8086最小模式与最大模式及其系统配置

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。

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。

4.8087与8089处理机简述

(1)8087协处理机

8087协处理机与8086组合在一

1、在8086微机系统中，物理地址是如何产生的？分析在不同情形下物理地址的生成过程。 2、8086/8088 有两种工作模式，它们是通过什么方法来实现的？在最大模式下其控制信号怎样产生？

3、何谓总线操作？8086/8088的总线操作主要有哪些类型？

1.逻辑地址是( )地址。

A.信息在存储器中的具体 B.经过处理后的20位

C.允许在程序中编排的 D.段寄存器与指针寄存器共同提供的 2.8086最小工作方式和最大工作方式的主要差别是( )。

A.内存容量不同 B.I/O端口数不同

C.数据总线位数不同 D.单处理器和多处理器的不同

分析：8086微处理器有两种工作方式。两种方式的差别有二，一是构成单处理器系统与构成多处理器系统的差别；二是系统中控制信号的形成方法不同。 答：D

3.8086微处理器中寄存器( )通常用作数据寄存器，且隐含用法为计数寄存器。 A.AX B.BX C.CX D.DX

1. 8086/8088 有两种工作模式，它们是通过什么方法来实现的？在最大模式下其控制信号怎样产生？

2. 何谓总线操作？8086/8088的总线操作主要有哪些类型？

3．在基于8086的微计算机系统中，存储器是如何组织的？是如何与处理器总线连接的？BHE#信号起什么作用？

4．8086/8088系统中为什么一定要有地址锁存器？需要锁存哪些信息？

5．若8086CPU工作于最小模式，试指出当CPU完成将AH的内容送到物理地址为91001H的存储单元操作时，以下哪些信号应为低电平：M/IO、RD、WR、BHE/S7、DT/R。若CPU完成的是将物理地址91000H单元的内容送到AL中，则上述哪些信号应为低电平。

一、选择题

1.逻辑地址是( )地址。

A.信息在存储器中的具体 B.经过处理后的20位

C.允许在程序中编排的 D.段寄存器与指针寄存器共同提供的 2.8086最小工作方式和最大工作方式的主要差别是( )。 A.内存容量不同 B.I/O端口数不同

C.数据总线位数不同 D

功能描述：

设计一个带简单I/O接口电路的多周期RISC处理器设计方案，并在FPGA上进行验证。验证题目为设计流水灯的样式为：

00000000->00000001->00000011->00000111->00001111->0011111->01111111->11111111->00000000,切换间隔为1秒。

RISC处理器简介

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是计算机的核心部件。计算机进行信息处理可分为两个步骤：

（1）将数据和程序（即指令序列）输入到计算机的存储器中；

（2）从第一条指令的地址起开始执行该程序，得到所需结果，结束运行。CPU的作用是协调并控制计算机的各个部件并执行程序的指令序列，使其有条不紊地进行。因此它必须具有以下基本功能：

◆ 取指令——当程序已在存储器中时，首先根据程序入口地址取出一条程序，为此要发出指令地址和控制信号。

◆ 分析指令——即指令译码，这是对当前取得的指令进行分析，指出它要求什么操作，并产生相应的操作控制命令。

◆ 执行指令——根据分析指令时产生的“操作命令”形成相应的操作控制信号序列，通过运算器、存储器及输入/输出设备的执行，实现每条指令的功能，其中包括

实验五 微处理器实验

一 实验目的

(1) 掌握微程序控制器的组成原理。

(2) 掌握微程序的编制、写入，观察微程序的运行。 二 实验设备

TDN－CM＋＋计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

三 实验内容 1）原理

实验所用的时序控制电路框图如图1所示，可产生4个等间隔的时序信号TS1--TS4。 START TS1

φ TS2 STEP 时序控制电路 TS3 STOP TS4 CLR

图1 时序电路框图

其中：φ为时钟信号，由实验台右上方的方波信号源提供，可产生频率及脉宽可调的方波信号。学生可根据实验自行选择方波信号的频率及脉宽。图中STEP(单步)、STOP(停机)分别是来自实验板上方中部的两个二进制开关STEP，STOP的模拟信号。START键是来自实验板上方左部的一个微动开关START的按键信号。当STEP开关为0时(EXEC)，一旦按下启动键，时序信号TSI--TS4将周而复始地发送出去。当STEP为1 (STEP)时，一旦按下启动键，机器便处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机。利用单步方式，每次只读一条微指令，可以观察微指

Pentium微处理器的内部寄存器

Pentium是Intel公司于1993年3月推出的第五代80X86系列微处理器，简称P5或80586，中文译名为“奔腾”。与其前辈80X86微处理器相比，Pentium采用了全新的设计，它有64位数据线和32位地址线，但依然保持了与其前辈80X86的兼容性，在相同的工作方式上可以执行所有的80X86程序。

Pentium的内部结构如图2.4所示。它主要由执行单元、指令Cache、数据Cache、指令预取单元、指令译码单元、地址转换与管理单元、总线单元以及控制器等部件组成。其中核心是执行单元(又叫运算器)，它的任务是高速完成各种算术和逻辑运算，其内部包括两个整数算术逻辑运算单元(ALU)和一个浮点运算器，分别用来执行整数和实数的各种运算。为了提高效率，它们都集成了几十个数据寄存器用来临时存放一些中间结果。这些功能部件除地址转换和管理单元与80386/80486保持兼容外，其他都进行了重新设计。

1) 超标量体系结构和指令流水线

Pentium由“U”和“V”两条指令流水线构成超标量流水线结构，其中每条流水线都有自己的ALU、地址生成逻辑和Cache接口。这种双流水线技术可以使两条指令在不同流水线中并行执

第二章 微处理器

一、填空题

1、执行部件EU的组织有： ， ， 和 。 2、8086CPU从偶地址访问内存1个字时需占用 周期，而从奇地址访问内存1个字操作需占用 周期。

3、IBM-PC机中的内存是按段存放信息的，一个段最大存储空间为 字节。

4、8086微处理机在最小模式下，用 来控制输出地址是访问内存还是访问I/O。 5、一台计算机能执行多少种指令，是在 时确定的。 二、单项选择题

1、微型计算机的性能主要由 来决定。

A、价钱 B、CPU C、控制器 D、其它

2、对微处理器而言，它的每条指令都有一定的时序，其时序关系是 A、一个时钟周期包括几个机器周期，一个机器周期包括几个指令周期。 B、一个机器周期包括几个指令周期，一个指令周期包括几个时钟周期。 C、一个指令周期包括几个机器周期，一个机器周期包括几个时钟周期。

汇编语言授课课件,配套教材清华大学出版社的IBM-PC汇编语言程序设计第二版

第2章 微处理器及其管理

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2.1.1 微处理器的发展

汇编语言授课课件,配套教材清华大学出版社的IBM-PC汇编语言程序设计第二版

微处理器发展的第一阶段Intel公司成立于1968年，格鲁夫(左)、 诺依斯(中)和摩尔(右)是微电子业界 的梦幻组合，1971年1月，Intel公司霍夫 研制成功世界上第一枚4位 微处理器芯片Intel4004, 标志着第一代微处理器问 Intel 4004 世，微处理器和微机时代从此开始。

因发明微处理器，被英国《经济学家》杂志列为 “二战以来最有影响力的7位科学家”之一。 4004当时只有2300个晶体管，是个四位系统，时钟 频率在108KHz,每秒执行6万条指令(0.06 MIPs)。功 能比较弱,且计算速度较慢,只能用在Busicom计算器上。

汇编语言授课课件,配套教材清华大学出版社的IBM-PC汇编语言程序设计第二版

Intel 8008

1972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处 理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道 MOS微处理器，因此仍属第

汇编语言授课课件,配套教材清华大学出版社的IBM-PC汇编语言程序设计第二版

第2章 微处理器及其管理

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2.1.1 微处理器的发展

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微处理器发展的第一阶段Intel公司成立于1968年，格鲁夫(左)、 诺依斯(中)和摩尔(右)是微电子业界 的梦幻组合，1971年1月，Intel公司霍夫 研制成功世界上第一枚4位 微处理器芯片Intel4004, 标志着第一代微处理器问 Intel 4004 世，微处理器和微机时代从此开始。

因发明微处理器，被英国《经济学家》杂志列为 “二战以来最有影响力的7位科学家”之一。 4004当时只有2300个晶体管，是个四位系统，时钟 频率在108KHz,每秒执行6万条指令(0.06 MIPs)。功 能比较弱,且计算速度较慢,只能用在Busicom计算器上。

汇编语言授课课件,配套教材清华大学出版社的IBM-PC汇编语言程序设计第二版

Intel 8008

1972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处 理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道 MOS微处理器，因此仍属第