微處理器效能簡介(8086)

2022-10-11 14:00:11 字數 4036 閱讀 1687

微處理器職能:執行各種運算和資訊處理,控制各個計算機部件自動協調地完成系統規定的各種操作

典型微處理器的主要效能指標

主頻:微處理器的時鐘頻率;

外頻:系統匯流排的工作頻率;

倍頻:微處理器主頻與外頻相差的倍數,主頻=外屏*倍頻

微處理器具有以下基本功能:

(1)指令控制:使計算機中的指令或程式嚴格按照規定的順序執行。

(2)操作控制:將計算機指令產生的控制訊號送往相應的部件,控制這些部件按指令的要求完成規定的工作。

(3)時間控制:使計算機中各類控制訊號嚴格按照時間上規定的先後順序進行操作。

(4)資料加工:對資料進行算術運算和邏輯運算等操作,或其他資訊的處理。

intel 8086微處理器是一種具有代表性的處理器,後續推出的各種微處理器均保持與之相容。

根據eu的請求,完成cpu與儲存器、i/o介面之間的資訊傳送。

提供從儲存器取指令送指令佇列或直接送eu執行;

從儲存器或外設取資料送eu,或把eu操作結果送儲存器或外設。

8086功能上劃分:執行部件eu;匯流排介面部件biu

傳統微處理器執行程式時先從儲存器取出一條指令,然後讀出運算元,最後執行指令。取指令和執行指令序列進行,取指令期間,cpu必須等待。

8086中取指令和執行指令分別由biu和eu來完成,biu和eu可並行工作。eu負責執行指令,biu負責取指令、讀出運算元和寫入結果。大多數的情況下,取指令和執行指令可重疊進行。

8086中biu和eu並行工作方式,減少了cpu為取指令等待的時間,整個程式執行期間, biu是充分利用了匯流排,極大的提高了cpu的工作效率,成為8086突出優點。

8086cpu中可供程式設計使用的有14個16位暫存器。分為3類: 通用暫存器、控制暫存器、段暫存器。

資料暫存器: 存放運算元或中間結果。

指令指標暫存器

ip(instruction pointer)指令指標暫存器: 存放eu要執行的下一條指令的偏移位址,控制程式中指令的執行順序。

ip 用來存放**段中的偏移位址。 在程式的執行過程中,它始終指向下一條指令的偏移位址,和cs一起形成下一條指令的實體地址(cs:ip)

8086內部標誌暫存器的內容,又稱為處理器狀態字psw。 存放alu運算後的結果特徵或機器執行狀態,只用9位。

條件標誌位(6位): 表示前一步操作(如加、減等)執行後,alu所處的狀態,後續操作可以根據這些狀態標誌進行判斷,實現轉移;

控制標誌位(3位): 通過指令人為設定,用以對某一種特定的功能起控制作用,反映了人們對微機系統工作方式的可控制性。

狀態標誌位:

控制標誌位:

8086微處理器最大定址1mb儲存空間。

1)包含在指令中的位址,以及在指標和變址暫存器中的位址只有16位長;

2)16位位址定址空間216=64kb,訪問不到1mb儲存空間。

3)解決該問題,採用儲存器分段技術來實現。

4)8086cpu把1mb的儲存空間分成若干個邏輯段,邏輯段的長度不超過64kb(216b)。把段位址左移4位和偏移位址相加形成20位位址,可訪問1m空間。

4個16位的段暫存器,用來存放每乙個邏輯段的段起始位址。

1)**段暫存器cs:給出當前的**段起始位址,cpu執行的指令將從**段取得。

2)資料段暫存器ds:指向程式當前使用的資料段,用來存放資料。

3)堆疊段暫存器ss:給出程式當前所使用的堆疊段,堆疊操作的執行位址就在該段。

4)附加段暫存器es:指出程式當前所使用的附加段,通常也用來存放資料。

8086cpu具有40個引腳。 可以分成5類訊號:

匯流排分時復用:同一匯流排在不同時間傳輸的是不同的訊號。8086採用匯流排分時復用方法在不影響cpu功能的情況下,減少了cpu的引腳數目,使系統得到簡化。

在儲存器操作匯流排週期的第乙個時鐘週期,輸出20位位址高4位a19a16,與ad15ad0組成20位位址訊號。

其他時鐘週期輸出狀態訊號s6~s3。其中s6為0,指示8086cpu當前與匯流排連通; s5為1表明8086cpu可以響應可遮蔽中斷;

s4、s3共有四個組合狀態,指明當前使用的段暫存器,00-es,01-ss,10-cs,11-ds。

控制匯流排9條:

rd(32,三態):

ready(22):「準備好」狀態訊號輸入,高電平有效。「ready」 引腳接收來自記憶體或i/o向cpu發來的「準備好」狀態訊號。表明記憶體或i/o已經準備好進行讀寫操作。協調cpu與記憶體或i/o之間進行資訊傳送的聯絡訊號。

test(23):測試訊號輸入,低電平有效。test訊號與wait指令結合起來使用,cpu執行wait指令後,處於等待狀態,當test引腳輸入低電平時,系統脫離等待狀態,繼續執行被暫停執行的指令。

intr(18):可遮蔽中斷請求訊號輸入引腳,引入中斷源向cpu提出的中斷請求訊號,高電平有效。

nmi(17)非遮蔽中斷請求訊號輸入引腳,高電平有效。該訊號不受中斷允許標誌if狀態的影響,nmi比intr的優先級別高。

reset(21):復位訊號輸入,高電平有效。復位訊號輸入之後,cpu結束當前操作,並對處理器的標誌暫存器、ip、ds、ss、es暫存器及指令佇列進行清零操作,而將cs設定為0ffffh。

clk/(19):時鐘訊號輸入,8086cpu的時鐘頻率為5mhz,即從該引腳輸入的時鐘訊號的頻率為5mhz。

mn/mx(33):最小/最大模式設定訊號輸入引腳。

電源線和地線3條: vcc(40)、gnd(1、20):電源、接地引腳,8086cpu採用單一的+5v電源,有兩個接地引腳。

8086微處理器從功能結構上可以劃分為執行部件匯流排介面部件兩大部分。8086並行工作方式,減少了cpu等待取指令的時間,充分利用了匯流排,有力地提高了cpu的工作效率,成為8086的突出優點。

8086微處理器的暫存器使用非常靈活,可供程式設計使用的有14個16位暫存器。按其用途可分為3類:通用暫存器、段暫存器、指標和標誌暫存器。

8086微處理器有40條引腳,按作用可分為5類:

控制匯流排9條;

電源線和地線3條;

其他控制線8條。

彙編課程 8086微處理器

結構上,包括執行單元eu和匯流排介面單元biu兩個模組 組成 8086cpu的alu可完成8位 16位資料的運算 計算指令執行時所需要的儲存單元的有效位址 組成 1 從主存中讀取指令 2 計算並形成所要訪問主存的實體地址 3 訪問主存 訪問i o,以獲取資料或儲存結果 組成 使用規則 工作過程 段段...

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