第2章微处理器功能结构
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1、123计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心总线接口部件总线接口部件BIU 形成访问存储器和形成访问存储器和I/O设备的地址，完成指令设备的地址，完成指令预取，存放运算结果。包括预取，存放运算结果。包括：u地址加法器地址加法器u专用寄存器组专用寄存器组u指令队列指令队列u总线控制电路总线控制电路执行部件执行部件EU 负责执行指令。包括负责执行指令。包括：u算术逻辑单元算术逻辑单元ALU4计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心u标志寄存器标志寄存器FRu通用寄存器组通用寄存器组uEU控制器控制器EU和BIU可并行工作，以提高系统的处理速度5计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结
2、构中心AXBXCXDXSPBPDISI暂存器暂存器ALU标志寄存器标志寄存器EUEU控制器控制器CSDSSSESIP内部寄存器内部寄存器总线总线控制控制逻辑逻辑指令队列指令队列BIUEUData Bus16 bitAddress Bus20 bit外部总线通用寄存器组专用寄存器组6计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心从从CS:IP指向的地址取指令，然后指向的地址取指令，然后CS:IP指向下指向下一条指令一条指令执行该指令执行该指令例：例：ADD AX，BX； AXAX+BX（1）取指：取指：BIU将指令从内存取到指令队列将指令从内存取到指令队列（2）译码：译码：EU控制器发出控制信号
3、，将控制器发出控制信号，将AX，BX寄存器的内容送到寄存器的内容送到ALU的两个输入端的两个输入端（3）执行：执行：ALU执行加法运算，置标志寄存器执行加法运算，置标志寄存器的相关位的相关位（4）写回：写回：在控制信号的作用下，将加法结果在控制信号的作用下，将加法结果送入送入AX78计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心通用寄存器通用寄存器段寄存器段寄存器专用（控制）寄存器专用（控制）寄存器对汇编语言程序员来说，必须熟悉处对汇编语言程序员来说，必须熟悉处理器的内部结构理器的内部结构- -寄存器组寄存器组9计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心 0781531AHALAXEAXB
4、HBLBXEBXCHCLCXECXDHDLDXEDXSPESPBPEBPDIEDISIESI累加器计数器基址指针数据堆栈指针基址指针目的变址源变址区域：对8086、8088和80286处理器不可用10计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心AX：累加器，是算术运算的主要寄存器，累加器，是算术运算的主要寄存器，I/O指令使用该寄存器与外设传送信息指令使用该寄存器与外设传送信息BX：通用寄存器，常用作基址寄存器通用寄存器，常用作基址寄存器CX：通用寄存器，在循环时作为隐含的计数通用寄存器，在循环时作为隐含的计数器器DX：通用寄存器，可以和通用寄存器，可以和AX一起存储双字，一起存储双字，DX
5、存放高位存放高位SP：用来指示栈顶的偏移地址用来指示栈顶的偏移地址BP：常用作堆栈区中的基地址指针常用作堆栈区中的基地址指针SI：源变址寄存器，具有自动增源变址寄存器，具有自动增/减功能减功能DI：目的变址寄存器，具有自动增目的变址寄存器，具有自动增/减功能减功能11计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心CS代码DS数据ES附加SS堆栈FSGS区域：对8086、8088和80286处理器不可用12计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心CS：存放代码段的段基址或段选择字。存放代码段的段基址或段选择字。DS：存放数据段的段基址或段选择字。存放数据段的段基址或段选择字。ES：存放附加
6、数据段的段基址或段选择字。存放附加数据段的段基址或段选择字。SS：存放堆栈段的段基址或段选择字存放堆栈段的段基址或段选择字FS：存放附加数据段的段基址或段选择字存放附加数据段的段基址或段选择字。GS：存放附加数据段的段基址或段选择字。存放附加数据段的段基址或段选择字。 除非特别指定，一般情况下，各段的分配由操除非特别指定，一般情况下，各段的分配由操作系统负责，独立占有作系统负责，独立占有64K，可以重叠。可以重叠。13计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心IP：指令指针寄存器。存放代码段中的偏移地指令指针寄存器。存放代码段中的偏移地址，它始终指向下一条指令的首地址，与址，它始终指向下一
7、条指令的首地址，与CS一一起确定下一条指令的物理地址。起确定下一条指令的物理地址。PSW：程序状态字寄存器。由条件码标志和控程序状态字寄存器。由条件码标志和控制标志构成。制标志构成。 FLAGS（PSW）EFLAGS标志寄存器IPEIP程序指针寄存器14计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心CF：进位标志。最高有效位的进位进位标志。最高有效位的进位PF：奇偶标志。操作结果的奇偶标志。操作结果的最低字节中最低字节中1的个数为偶数时置的个数为偶数时置1， 否则置否则置0。AF：辅助进位或借位标志。即半字节进位或借位。辅助进位或借位标志。即半字节进位或借位。ZF：零标志。结果为零标志。结果为
8、0时时ZF置置1。SF：符号标志。最高有效位为符号标志。最高有效位为1，SF=1；否则，否则，SF=0TF：陷阱标志。当陷阱标志。当TF置置1，每条指令执行完后产生，每条指令执行完后产生单单步中断。步中断。IF：中断标志。中断标志。IF=1，响应可屏蔽中断；否则，禁止中断。响应可屏蔽中断；否则，禁止中断。DF：方向标志。方向标志。DF=0，串操作自动递增；否则，自动递减。串操作自动递增；否则，自动递减。OF：溢出标志。运算结果超出了机器能表示的范围，则溢出标志。运算结果超出了机器能表示的范围，则OF=115 14 13 12OF11DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0IOP
9、LNT15计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心80286处理器处理器IOPL：I/O特权层。在保护模式下，用于控制对特权层。在保护模式下，用于控制对I/O地址空间地址空间的访问。特权级（高）的访问。特权级（高）0，1，2，3（低）。当任务的当前特权（低）。当任务的当前特权级级CPL高于或等于高于或等于IOPL时，执行输入输出指令、时，执行输入输出指令、STI、CLI和和LOCK前缀时，才不产生异常中断前缀时，才不产生异常中断13。NT：嵌套任务。在保护模式下，当某系统任务通过嵌套任务。在保护模式下，当某系统任务通过CALL指指令调用另一个任务时，置令调用另一个任务时，置NT为为1。1
