位微處理器課件

四、16位微處理器四、16位微處理器0.本章知識(shí)脈絡(luò)微處理器的發(fā)展歷程8086/8088CPU的結(jié)構(gòu)8086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式8086/8088的主要操作功能0.本章知識(shí)脈絡(luò)微處理器的發(fā)展歷程1.微處理器的發(fā)展歷程提到微處理器的歷史，不得不說(shuō)的一家公司FairChild仙童1.微處理器的發(fā)展歷程提到微處理器的歷史，不得不說(shuō)的一家公1.微處理器的發(fā)展歷程1879美愛(ài)迪生白熾燈1904英弗萊明真空二極管1907美李·德·弗雷斯特真空三極管1950貝爾實(shí)驗(yàn)室肖克萊、巴丁、布拉頓

晶體三極管1.微處理器的發(fā)展歷程1879美愛(ài)迪生白1.微處理器的發(fā)展歷程提到微處理器，不得不說(shuō)的幾個(gè)名字1.微處理器的發(fā)展歷程提到微處理器，不得不說(shuō)的幾個(gè)名字1.微處理器的發(fā)展歷程Intel創(chuàng)立者：鮑勃?諾依斯和戈登?摩爾時(shí)間：1968年7月18日1971年11月15日霍夫世界上第一個(gè)微處理器40041.微處理器的發(fā)展歷程Intel1.微處理器的發(fā)展歷程Intel4004（第一代CPU的代表，4位時(shí)代）4位微處理器具備45條指令每秒能執(zhí)行5萬(wàn)條指令性能不如ENIAC集成度卻要高很多，微處理器從此誕生。1.微處理器的發(fā)展歷程Intel4004（第一代C1.微處理器的發(fā)展歷程1972年Intel8008（第二代CPU的代表8位時(shí)代）性能是4004的兩倍主頻只有200KHZ只能做基本的整數(shù)運(yùn)算同類(lèi)處理器

M6800、Z-801.微處理器的發(fā)展歷程1972年Intel8008（第1.微處理器的發(fā)展歷程1978年Inteli8086（第三代16位CPU的代表）3微米制造技術(shù)集成度達(dá)到29000個(gè)晶體管內(nèi)部和外部總線(xiàn)都是16位，尋址20位主頻達(dá)4.77MHZ同類(lèi)處理器

M68000、Z80001.微處理器的發(fā)展歷程1978年Inteli8086（1.微處理器的發(fā)展歷程1978年Intel80888088并非8086的升級(jí)版，甚至性能還不如8086因?yàn)樵贗BM個(gè)人電腦中的使用，產(chǎn)生了PC的概念

取得巨大的商業(yè)成功，因而名垂史冊(cè)。同時(shí)，Intel提出了協(xié)處理器的概念

8088可以搭配8087使用8087協(xié)處理器主要負(fù)責(zé)浮點(diǎn)方面的運(yùn)算，直到486的推出，才將浮點(diǎn)和整數(shù)運(yùn)算單元合并在一起。1.微處理器的發(fā)展歷程1978年Intel80881.微處理器的發(fā)展歷程1982年Intel8028616位數(shù)據(jù)總線(xiàn)，24位地址總線(xiàn)1.5um技術(shù)制造主頻12MHz以上它的效率是8088的4倍以上與8086二進(jìn)制兼容建立了CISC（復(fù)雜指令集）結(jié)構(gòu)1.微處理器的發(fā)展歷程1982年Intel802861.微處理器的發(fā)展歷程1985Intel80386DX/SX

（第四代32位CPU的代表）32位數(shù)據(jù)總線(xiàn)、32位地址總線(xiàn)（可尋址4GB）其中386SX是準(zhǔn)32位CPU，即內(nèi)部數(shù)據(jù)通道為32位，外部數(shù)據(jù)通道為16位，為了兼容采用286的系統(tǒng)設(shè)備40MHz主頻1.微處理器的發(fā)展歷程1985Intel80386D2.8086/8088CPU的結(jié)構(gòu)8088/8086CPU寄存器組算術(shù)邏輯單元ALU標(biāo)志寄存器FR暫存器執(zhí)行單元EU（ExecutionUnit)總線(xiàn)接口單元BIU（BusInterfaceUnit)完成取指令和存取數(shù)據(jù)操作負(fù)責(zé)分析指令和執(zhí)行指令內(nèi)部控制邏輯段寄存器（CS、SS、DS、ES）地址加法器指令隊(duì)列輸入/輸出控制電路指令指針寄存器IP2.8086/8088CPU的結(jié)構(gòu)8088/8086寄內(nèi)部暫存器

IP

ES

SSDSCS輸入/輸出控制電路外部總線(xiàn)執(zhí)行部分控制電路123456∑ALU標(biāo)志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令隊(duì)列緩沖器執(zhí)行部件（EU)總線(xiàn)接口部件（BIU)16位20位16位8位內(nèi)部暫存器IPESSSDSCS輸入4.2.1執(zhí)行部件（ExecutionUnit）AXBXCXDX累加器基地址寄存器計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器通用寄存器SPBPSIDI堆棧指針寄存器基地址寄存器源變址寄存器目的變址寄存器專(zhuān)用寄存器150狀態(tài)標(biāo)志寄存器FR150算術(shù)邏輯單元ALUAHALBHBLCHCLDHDL87EU控制器EU4.2.1執(zhí)行部件（ExecutionUnit）AX累加4.2.1執(zhí)行部件（ExecutionUnit）×××OFDFIFTFSFZF×AF×PF××CF1511109876543210進(jìn)位標(biāo)志奇偶標(biāo)志半進(jìn)位標(biāo)志零標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志中斷標(biāo)志單步標(biāo)志溢出標(biāo)志方向標(biāo)志控制標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志FR寄存器各位的含義未使用4.2.1執(zhí)行部件（ExecutionUnit）×××O4.2.2總線(xiàn)接口部件（BusInterfaceUnit）CSDSSSES代碼段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器堆棧段寄存器附加段寄存器段寄存器IP指令指針寄存器20位的地址加法器BIU總線(xiàn)控制邏輯1234566個(gè)字節(jié)的指令隊(duì)列80884個(gè)字節(jié)4.2.2總線(xiàn)接口部件（BusInterfaceUni4.2.2總線(xiàn)接口部件（BusInterfaceUnit）BIU和EU是并行工作的（流水線(xiàn)技術(shù)）當(dāng)8086指令隊(duì)列中有2個(gè)（8088有1個(gè)）空字節(jié)時(shí)，

BIU自動(dòng)把指令取到隊(duì)列中EU從指令隊(duì)列取指，執(zhí)行。執(zhí)行過(guò)程中如果要訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O,若此時(shí)BIU正在取指，則取指完成后，響應(yīng)EU的總線(xiàn)請(qǐng)求。當(dāng)指令隊(duì)列已滿(mǎn)，EU又沒(méi)有總線(xiàn)訪問(wèn)，BIU進(jìn)入空閑狀態(tài)執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令時(shí)，指令隊(duì)列中的原有內(nèi)容自動(dòng)消除，BIU開(kāi)始往指令隊(duì)列中裝入目標(biāo)程序段中的指令。4.2.2總線(xiàn)接口部件（BusInterfaceUni4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)尋址能力CPU所能訪問(wèn)的最大地址空間由CPU對(duì)外的地址線(xiàn)條數(shù)決定尋址空間=2地址線(xiàn)條數(shù)4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)尋址能力4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)尋址能力CPU所能訪問(wèn)的最大地址空間由CPU對(duì)外的地址線(xiàn)條數(shù)決定尋址空間=2地址線(xiàn)條數(shù)4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)尋址能力4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的分段為什么要分段？8086外部地址線(xiàn)為20條故對(duì)外尋址能力為220=1MB8086內(nèi)部地址線(xiàn)為16條故內(nèi)部尋址能力為216=64KB分段的目的，正式為了解決

用16位內(nèi)部地址，訪問(wèn)1MB內(nèi)存空間的問(wèn)題4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的分段4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)舉個(gè)例子假如你的手機(jī)電話(huà)本僅能存儲(chǔ)8位的電話(huà)號(hào)碼

你如何存儲(chǔ)朋友們的手機(jī)號(hào)？4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)舉個(gè)例子4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)內(nèi)存分段方法將1MB內(nèi)存空間分為若干個(gè)邏輯段每個(gè)邏輯段的容量≤64KB各個(gè)段起始地址低4位必須全部為0

（段首址可被16整除）各個(gè)段可以

部分重疊、完全重疊、連續(xù)排列、斷續(xù)排列4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)內(nèi)存分段方法4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換：地址加法器邏輯地址：

程序員使用的地址、CPU內(nèi)部總線(xiàn)上的地址（16位）物理地址：CPU訪問(wèn)內(nèi)存或I/O設(shè)備所使用的地址（20位）4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換：地址加法器4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)15

0段基址321015

0偏移地址0000地址加法器19物理地址0物理地址=段基址×16+偏移地址4.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)154.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)例若當(dāng)前IP=2200HCS=1000H，則存放下一條待取指令的內(nèi)存地址是？10000H＋2200H=12200HP77圖4-44.2.3存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)例4.2.48086的總線(xiàn)工作周期指令周期執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間取指令——分析指令——執(zhí)行指令總線(xiàn)周期CPU存取一次存儲(chǔ)器或I/O端口所需要的時(shí)間總線(xiàn)周期由4個(gè)以上的時(shí)鐘周期構(gòu)成

每個(gè)時(shí)鐘周期又稱(chēng)作一個(gè)T狀態(tài)4.2.48086的總線(xiàn)工作周期指令周期4.2.48086的總線(xiàn)工作周期指令周期與總線(xiàn)周期的關(guān)系一般情況下一個(gè)指令周期包含若干個(gè)總線(xiàn)周期如：取指階段，至少需要一個(gè)總線(xiàn)周期取數(shù)階段，至少需要一個(gè)總線(xiàn)周期存數(shù)階段，至少學(xué)要一個(gè)總線(xiàn)周期在8086中，一般以時(shí)鐘周期作為基本時(shí)間單位時(shí)鐘周期=1/主頻4.2.48086的總線(xiàn)工作周期指令周期與總線(xiàn)周期的4.2.48086的總線(xiàn)工作周期指令周期總線(xiàn)周期總線(xiàn)周期4.2.48086的總線(xiàn)工作周期指令周期總線(xiàn)周期總線(xiàn)周期4.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式引腳信號(hào)的類(lèi)型與數(shù)量電源+地=2條20條地址線(xiàn)16條數(shù)據(jù)線(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)、復(fù)位信號(hào)等控制信號(hào)至少40+n條引腳4.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式引腳4.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322218086CPU地AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLK地VCC(5V)AD15A/S2A/S4A/S5A/S6BHE/S2MN/MXRDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(SD)ALE(QSD)INTA(QS4)TESTREADYRESET芯片的引腳過(guò)多，

會(huì)導(dǎo)致制造技術(shù)的困難，

所以

通常采用“引腳復(fù)用”技術(shù)

來(lái)實(shí)現(xiàn)“一腳多用”

從而減少芯片引腳數(shù)量4.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式144.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式小知識(shí)：芯片的封裝形式為了工業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，集成電路的外形及引腳分布有一定的規(guī)范，稱(chēng)為封裝形式常見(jiàn)的封裝形式有：雙列直插DIP、QFP、SO等>>4.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式小知4.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式復(fù)用引腳的具體形式分時(shí)復(fù)用：不同時(shí)刻用作不同功能模式復(fù)用：不同工作模式下用作不同功能123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322218086CPU地AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLK地VCC(5V)AD15A/S2A/S4A/S5A/S6BHE/S2MN/MXRDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(SD)ALE(QSD)INTA(QS4)TESTREADYRESET4.38086/8088CPU的引腳信號(hào)和工作模式復(fù)用4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能分時(shí)復(fù)用引腳AD15～AD0（8088中只有AD7～AD0）

地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)，雙向，三態(tài)

總線(xiàn)周期的T1狀態(tài)輸出地址

T2、T3狀態(tài)輸出數(shù)據(jù)A19/S6～A16/S3，地址/狀態(tài)線(xiàn)復(fù)用，輸出，三態(tài)

總線(xiàn)周期的T1狀態(tài)輸出地址

其余狀態(tài)輸出狀態(tài)信息4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能分時(shí)復(fù)用引腳4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能BHE/S7（8086）

高8位數(shù)據(jù)線(xiàn)允許/狀態(tài)信息復(fù)用引腳，輸出00005H00004H00003H00002H00001H00000H…一個(gè)字BHEA000字操作01奇地址高位字節(jié)10偶地址低位字節(jié)奇地址存儲(chǔ)器偶地址存儲(chǔ)器A0A19～A1D7～D0D15～D8512K*8512K*8D7～D0D15～D8BHESELSEL4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能BHE/S7（4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能單一功能引腳NMI，非屏蔽中斷，輸入INTR，可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸入RD，讀信號(hào)，輸出，三態(tài)，低電平有效CLK，時(shí)鐘信號(hào)，輸入RESET，復(fù)位信號(hào)，輸入4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能單一功能引腳4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能單一功能引腳READY，準(zhǔn)備好信號(hào)，輸入TEST，測(cè)試信號(hào)，輸入，低電平有效MN/MX，最小/最大模式控制引腳，輸入此引腳接電源（高電平）時(shí)8086工作于最小模式此引腳接地（低電平）時(shí)8086工作于最大模式GND地和VCC電源引腳4.3.18086/8088的引腳信號(hào)和功能單一功能引腳4.3.2最小工作模式最小工作模式的含義系統(tǒng)中只有8086或8088一個(gè)微處理器所有總線(xiàn)控制信號(hào)直接來(lái)自8086或8088相對(duì)地最大工作模式是指系統(tǒng)中包含多個(gè)微處理器的情況一般由8086或8088作為主處理器，

8087作為數(shù)值運(yùn)算協(xié)處理器，

8089作為輸入輸出協(xié)處理器4.3.2最小工作模式最小工作模式的含義4.3.2最小工作模式最小模式下的系統(tǒng)框圖8086

（8088）8284A地址

鎖存器數(shù)據(jù)

收發(fā)器地址總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)控制總線(xiàn)為何要使用

地址鎖存和數(shù)據(jù)收發(fā)？1、地址和數(shù)據(jù)引腳是分時(shí)復(fù)用的，這就需要對(duì)不同時(shí)刻發(fā)送的數(shù)據(jù)（地址或數(shù)據(jù)）進(jìn)行區(qū)分和保存2、CPU的運(yùn)行速度相對(duì)于內(nèi)存和外設(shè)是很高的，這就需要有個(gè)暫存部件，將CPU發(fā)出的“轉(zhuǎn)瞬即逝”的數(shù)據(jù)保存下來(lái)。3、當(dāng)系統(tǒng)外部電路較多或信號(hào)傳輸線(xiàn)路較長(zhǎng)時(shí)，需要增加輸出信號(hào)的強(qiáng)度（電流）。4.3.2最小工作模式最小模式下的系統(tǒng)框圖8086

（804.3.2最小工作模式地址總線(xiàn)相關(guān)引腳AD0~AD15、A16、A17、A18、A19BHEALE(AddressLatchEnable)：地址所存允許（輸出）

向地址鎖存器發(fā)出的所存信號(hào)，

收到該信號(hào)后，地址鎖存器將當(dāng)前地址線(xiàn)上發(fā)過(guò)來(lái)的信號(hào)鎖存起來(lái)4.3.2最小工作模式地址總線(xiàn)相關(guān)引腳4.3.2最小工作模式數(shù)據(jù)總線(xiàn)相關(guān)引腳AD0~AD15DEN(DataEnable)：數(shù)據(jù)允許信號(hào)（輸出）

CPU發(fā)送至數(shù)據(jù)總線(xiàn)收發(fā)器的控制信號(hào)

表示CPU準(zhǔn)備發(fā)送或接受一個(gè)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)總線(xiàn)收發(fā)器將其作為“使能”信號(hào)DT/R(DataTransmit/Receive)：數(shù)據(jù)收發(fā)控制（輸出）

指示數(shù)據(jù)總線(xiàn)收發(fā)器的數(shù)據(jù)傳送方向

1：發(fā)送0：接收4.3.2最小工作模式數(shù)據(jù)總線(xiàn)相關(guān)引腳4.3.2最小工作模式控制信號(hào)相關(guān)引腳INTRINTA(InterruptAcknowledge)：中斷響應(yīng)信號(hào)（輸出）HOLD(HoldRequest)：總線(xiàn)保持請(qǐng)求信號(hào)（輸入）HLDA(HoldAcknowledge)：總線(xiàn)保持響應(yīng)信號(hào)（輸出）WR（Write）：寫(xiě)信號(hào)（輸出）M/IO(Memory/IO)：存儲(chǔ)器/輸入輸出設(shè)備選擇信號(hào)

（輸出）4.3.2最小工作模式控制信號(hào)相關(guān)引腳4.3.2最小工作模式8088與8086引腳的不同8086數(shù)據(jù)線(xiàn)有16條（AD0~AD15）

8088數(shù)據(jù)線(xiàn)僅8條（AD0~AD7）8086第34腳為BHE

8088第34腳為SS0（最小模式）HIGH（最大模式）8086第28腳為M/IO

8088第28腳為M/IO4.3.2最小工作模式8088與8086引腳的不同4.3.2最小工作模式8088的M/IO、DT/R、SS0代碼組合對(duì)應(yīng)操作M/IODT/RSS0操作發(fā)中斷響應(yīng)信號(hào)讀I/O端口寫(xiě)I/O端口暫停取指令讀內(nèi)存寫(xiě)內(nèi)存無(wú)源狀態(tài)1001011101110000010100114.3.2最小工作模式8088的M/IO、DT/R、SS4.3.2最小工作模式也可使用3片

74LS373也可使用2片

74LS2454.3.2最小工作模式也可使用3片

74LS373也可使用位微處理器課件4.3.2最小工作模式8086與地址鎖存器8282的連接8282AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD8AD9AD15A16A17A18A19BHE

數(shù)據(jù)…DI0DO0DI1DO1DI2DO2DI3DO3DI4DO4DI5DO5DI6DO6DI7DO7DI0DO0DI1DO1DI7DO7ALESTBSTBSTB…808682828282OEOE4.3.2最小工作模式8086與地址鎖存器8282的連接84.3.2最小工作模式8086與數(shù)據(jù)收發(fā)器8286的連接8286T8088數(shù)據(jù)總線(xiàn)AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A0A1A2A3A4A5A6A7B0B1B2B3B4B5B6B7接地址鎖存器OEOETDENDT/R0114.3.2最小工作模式8086與數(shù)據(jù)收發(fā)器8286的連接8位微處理器課件4.3.2最小工作模式8086與時(shí)鐘發(fā)生器8284A的連接8284AEFIF/CRDYRESREADY

RESETCLKX1X28086/8088CLKRESET

READY控制總線(xiàn)4.3.2最小工作模式8086與時(shí)鐘發(fā)生器8284A的連接4.3.3最大工作模式最大模式“大”在哪里？處理器數(shù)目由1個(gè)變?yōu)槎鄠€(gè)（增加8087、8089等）因此，控制信號(hào)更加復(fù)雜需要解決主處理器與協(xié)處理器之間的協(xié)同工作

以及對(duì)總線(xiàn)共享的控制問(wèn)題4.3.3最大工作模式最大模式“大”在哪里？4.3.3最大工作模式8086最大工作模式第24-31引腳的含義總線(xiàn)請(qǐng)求/總線(xiàn)響應(yīng)信號(hào)引腳。每一個(gè)引腳都具有雙向功能，既是總線(xiàn)請(qǐng)求輸入，也是總線(xiàn)響應(yīng)輸出總線(xiàn)封鎖信號(hào)輸出，低電平有效指令流隊(duì)列狀態(tài)輸出總線(xiàn)周期狀態(tài)信號(hào)輸出，低電平有效，三態(tài)功能引腳RQ/GT!RQ/

GT0S2,S1,S0QS1QS0LOCK4.3.3最大工作模式8086最大工作模式第24-31引腳4.3.3最大工作模式指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)QS1（24）QS0（25）含義00無(wú)操作01取指令隊(duì)列中指令操作碼的第一字節(jié)10隊(duì)列空11取隊(duì)列中的其它字節(jié)4.3.3最大工作模式指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)QS1（24）QS04.3.3最大工作模式總線(xiàn)周期狀態(tài)對(duì)應(yīng)操作S2（28）S1（27）S0（26）操作000中斷響應(yīng)001讀I/O端口010寫(xiě)I/O端口011暫停100取指令101讀存儲(chǔ)器110寫(xiě)存儲(chǔ)器111無(wú)源4.3.3最大工作模式總線(xiàn)周期狀態(tài)對(duì)應(yīng)操作S2（28）S14.3.3最大工作模式總線(xiàn)控制器8288狀態(tài)譯碼器控制電路命令信號(hào)發(fā)生器控制信號(hào)發(fā)生器MRDCMWTCAMWTCIORCAIOWCINTAIOWCDT/RDENMCE/PDENALES2S1S0CLKAENCENIOB狀態(tài)信號(hào)控制輸入總線(xiàn)命令信號(hào)總線(xiàn)控制信號(hào)相當(dāng)于RD和M/IO的組合相當(dāng)于WR和M/IO的組合4.3.3最大工作模式總線(xiàn)控制器8288狀態(tài)控制命令信號(hào)控4.3.3最大工作模式總線(xiàn)仲裁控制器8289總線(xiàn)控制器8288完成CPU狀態(tài)到總線(xiàn)狀態(tài)的譯碼

根據(jù)當(dāng)前CPU的工作需要向總線(xiàn)發(fā)出各種控制信號(hào)

（好比交通信號(hào)燈）總線(xiàn)仲裁控制器8289則是在多處理機(jī)的情況下

決定各個(gè)處理機(jī)對(duì)總線(xiàn)的使用權(quán)，

實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)合理地共享外部總線(xiàn)

（好比交通調(diào)度中心）4.3.3最大工作模式總線(xiàn)仲裁控制器82894.48086/8088的主要操作功能系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作總線(xiàn)操作最小模式下的總線(xiàn)讀操作最小模式下的總線(xiàn)寫(xiě)操作中斷操作最小工作模式下的總線(xiàn)保持4.48086/8088的主要操作功能系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作復(fù)位和啟動(dòng)信號(hào)要求從RESET引腳輸入復(fù)位信號(hào)：至少4個(gè)時(shí)鐘周期的高電平（開(kāi)機(jī)）啟動(dòng)信號(hào)：大于50us的高電平4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作復(fù)位和啟動(dòng)信號(hào)要求4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作信號(hào)時(shí)序CLK無(wú)作用狀態(tài)浮空三態(tài)門(mén)輸出信號(hào)RESET輸入內(nèi)部RESET①4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作信號(hào)時(shí)序CLK無(wú)作用狀態(tài)浮空4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作復(fù)位時(shí)的機(jī)器狀態(tài)CPU停止執(zhí)行指令輸出線(xiàn)處于高阻態(tài)（三態(tài)線(xiàn)）或無(wú)效狀態(tài)（非三態(tài)線(xiàn)）指令隊(duì)列清空CS寄存器置為FFFFH，其余寄存器全部清零4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作復(fù)位時(shí)的機(jī)器狀態(tài)4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作復(fù)位后開(kāi)始執(zhí)行指令的過(guò)程RESET信號(hào)恢復(fù)為低電平

（RESET信號(hào)保持高電平期間CPU保持停機(jī)狀態(tài)）觸發(fā)復(fù)位邏輯電路，7個(gè)時(shí)鐘周期后從FFFF0H處開(kāi)始執(zhí)行程序

該地址指向的存儲(chǔ)單元位于BIOS中，實(shí)際上就是啟動(dòng)BIOS中的上電自檢（POST）程序，然后BIOS將引導(dǎo)磁盤(pán)0扇區(qū)的代碼調(diào)入內(nèi)存，開(kāi)始啟動(dòng)OS4.4.1系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作復(fù)位后開(kāi)始執(zhí)行指令的過(guò)程4.4.2最小模式下的總線(xiàn)讀寫(xiě)操作T1T2T3T4CLKALEM/IOA19～A16S6～S3BHERDDT/RDENAD15~AD0高=M地址地址低=IO輸出輸出S6～S3數(shù)據(jù)輸入T1狀態(tài)

1.M/IO信號(hào)有效并持續(xù)整個(gè)總線(xiàn)周期2.A0-A19輸出地址3.BHE信號(hào)有效4.ALE下降沿到來(lái)，鎖存地址及BHE信號(hào)T2狀態(tài)

地址信號(hào)消失A19/S6-A16/S3輸出狀態(tài)信息A0-A19高阻RD信號(hào)有效數(shù)據(jù)收發(fā)器控制信號(hào)有效T3狀態(tài)

D0-D15數(shù)據(jù)有效2.T3前沿檢測(cè)READY信號(hào)，決定是否插入Tw周期T4狀態(tài)

在與前面一個(gè)狀態(tài)交界的下降沿處采樣數(shù)據(jù)信號(hào)想一想

8088有何不同？4.4.2最小模式下的總線(xiàn)讀寫(xiě)操作T14.4.2最小模式下的總線(xiàn)讀寫(xiě)操作具有等待狀態(tài)的總線(xiàn)讀操作數(shù)據(jù)TwCLKALEM/IOA19～A16S6～S3RDDT/RDENAD15~AD0BHET1高=M地址地址READY低=IO輸出輸出T2S6～S3T3輸入T44.4.2最小模式下的總線(xiàn)讀寫(xiě)操作具有等待狀態(tài)的總線(xiàn)讀操作4.4.2最小模式下的總線(xiàn)讀寫(xiě)操作最小模式下的總線(xiàn)寫(xiě)操作T1T2T3T4CLKALEM/IOA19～A16S6～S3BHEWRDT/RDENAD15~AD0數(shù)據(jù)狀態(tài)輸出高=M地址地址輸出***輸出低=IO輸出想一想寫(xiě)操作和

讀操作

有哪些

異同？

4.4.2最小模式下的總線(xiàn)讀寫(xiě)操作最小模式下的總線(xiàn)寫(xiě)操作T4.4.3中斷操作中斷概述什么是中斷？CPU處理隨機(jī)（突發(fā)）事件的方法和過(guò)程隨機(jī)（突發(fā)）事件：電源故障用戶(hù)要求訪問(wèn)外部設(shè)備除數(shù)為0、運(yùn)算結(jié)果溢出……4.4.3中斷操作中斷概述4.4.3中斷操作一個(gè)實(shí)際生活中的例子某人看書(shū) 執(zhí)行主程序 正常程序電話(huà)鈴響 產(chǎn)生中斷信號(hào)INTR 中斷請(qǐng)求暫停看書(shū) 暫停執(zhí)行主程序中斷響應(yīng)書(shū)中作記號(hào)當(dāng)前CS/IP入棧 保護(hù)斷點(diǎn)接聽(tīng)電話(huà) 執(zhí)行中斷服務(wù)程序 中斷服務(wù)繼續(xù)看書(shū) 返回主程序 中斷返回4.4.3中斷操作一個(gè)實(shí)際生活中的例子4.4.3中斷操作日常事務(wù)程序中斷服務(wù)程序4.4.3中斷操作日常事務(wù)程序中斷服務(wù)程序4.4.3中斷操作中斷的特點(diǎn)與用途即保證CPU的高工作效率，又能及時(shí)處理突發(fā)事件用途：分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)故障處理輸入輸出系統(tǒng)

程序控制（查詢(xún)）方式

中斷方式

DMA（直接內(nèi)存存?。┓绞?/p>

通道方式4.4.3中斷操作中斷的特點(diǎn)與用途4.4.3中斷操作中斷的概念所謂中斷，是一個(gè)過(guò)程，即CPU在正常執(zhí)行程序的過(guò)程中，遇到外部或內(nèi)部（硬件或軟件產(chǎn)生）的緊急事件需要處理，暫時(shí)中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行，而轉(zhuǎn)去為事件服務(wù)，待服務(wù)完畢，再返回到暫停處(斷點(diǎn))繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序產(chǎn)生需處理的事件的程序或設(shè)備稱(chēng)為中斷源為事件服務(wù)的程序稱(chēng)為中斷服務(wù)程序或中斷處理程序中斷源向CPU發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)稱(chēng)為中斷請(qǐng)求（NMI、INTR）CPU接受中斷源的請(qǐng)求稱(chēng)為中斷響應(yīng)（INTA）4.4.3中斷操作中斷的概念4.4.3中斷操作中斷的分類(lèi)硬件中斷（外部中斷）（中斷源為外部硬件電路）非屏蔽中斷（通過(guò)NMI引腳發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)）該類(lèi)中斷整個(gè)系統(tǒng)中只有一個(gè)只要有請(qǐng)求，CPU會(huì)無(wú)條件響應(yīng)通常用于嚴(yán)重事故（如電源異常）的處理可屏蔽中斷（通過(guò)INTR引腳發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)）該類(lèi)中斷可以有多個(gè)CPU是否響應(yīng)該類(lèi)中斷，取決與中斷允許標(biāo)志IF的狀態(tài)通常用于一般外部設(shè)備的常規(guī)操作（如輸入輸出等）4.4.3中斷操作中斷的分類(lèi)4.4.3中斷操作中斷的分類(lèi)軟件中斷（內(nèi)部中斷）（中斷源來(lái)自CPU內(nèi)部）可以由特定的指令（INTn）產(chǎn)生也可由標(biāo)志寄存器中的標(biāo)志狀態(tài)變化（如溢出標(biāo)志由0變?yōu)?）產(chǎn)生與硬件電路無(wú)關(guān)4.4.3中斷操作中斷的分類(lèi)4.4.3中斷操作INTn指令中斷邏輯INT3指令I(lǐng)NT1指令單步中斷除數(shù)為0中斷非屏蔽中斷請(qǐng)求中斷控制系統(tǒng)（8259A）…可屏蔽中斷請(qǐng)求軟中斷硬中斷NMIINTR256種中斷4.4.3中斷操作INTn指令中斷邏輯INT3IN4.4.3中斷操作中斷向量（中斷處理程序的入口地址）8086的內(nèi)存中0000:0000H至0000:03FFH共1024個(gè)內(nèi)存單元的區(qū)域?yàn)橹袛嘞蛄勘砻總€(gè)中斷向量占4個(gè)內(nèi)存單元CS：高字節(jié)CS：低字節(jié)IP：高字節(jié)IP：低字節(jié)0000：0003H0000：0002H0000：0001H0000：0000H4.4.3中斷操作中斷向量（中斷處理程序的入口地址）CS：4.4.3中斷操作例：類(lèi)型號(hào)為17H的中斷處理子程序存放在

2345:7890H開(kāi)始的內(nèi)存區(qū)域中

17H號(hào)中斷的中斷向量存放地址是什么？

該中斷向量中四個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容分別是什么？中斷向量起始地址=中斷號(hào)×4CS：高字節(jié)CS：低字節(jié)IP：高字節(jié)IP：低字節(jié)0000：0003H0000：0002H0000：0001H0000：0000HCS：高字節(jié)：23HCS：低字節(jié)：45HIP：高字節(jié)：78HIP：低字節(jié)：90H0000：005FH0000：005EH0000：005DH0000：005CH4.4.3中斷操作例：類(lèi)型號(hào)為17H的中斷處理子程序存放在4.4.3中斷操作中斷向量表的分配總?cè)萘浚?56個(gè)中斷向量類(lèi)型0~類(lèi)型4：專(zhuān)用中斷（0000H~0013H）0：除數(shù)為0中斷1：?jiǎn)尾街袛?：非屏蔽中斷3：斷點(diǎn)中斷4：溢出中斷4.4.3中斷操作中斷向量表的分配4.4.3中斷操作中斷向量表的分配類(lèi)型5~類(lèi)型31：保留中斷（0014H~007EH）保留給系統(tǒng)使用，用戶(hù)一般不應(yīng)使用其余244個(gè)：供用戶(hù)自定義使用4.4.3中斷操作中斷向量表的分配4.4.3中斷