全套課件-《微機(jī)原理與接口》-耿恒山

微機(jī)原理與接口第1章微型計(jì)算機(jī)及其體系結(jié)構(gòu)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類杰出的發(fā)明與貢獻(xiàn)之一，尤其在20世紀(jì)70年代初期，微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)為計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用開拓了極其廣闊的前景，展示了它在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中日益重要的地位。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異地發(fā)展，使微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用滲透到國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，并已轉(zhuǎn)化成巨大的推動(dòng)社會(huì)前進(jìn)的生產(chǎn)力。本章主要介紹微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用、分類、系統(tǒng)組成、工作過程和體系結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)，使讀者對(duì)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得一個(gè)概要的了解，并通過后面各章的學(xué)習(xí)，逐步掌握微型計(jì)算機(jī)的原理與接口技術(shù)。1.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展是與微處理器的發(fā)展同步的。在短短的30年時(shí)間里，幾乎每?jī)赡陼r(shí)間微處理器芯片的集成度就翻一番，每3～5年就要更新?lián)Q代一次。各代的劃分通常以MPU的字長(zhǎng)和速度為主要依據(jù)。第1章微型計(jì)算機(jī)及其體系結(jié)構(gòu)本章主要介紹微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用、分類、系統(tǒng)組成、工作過程和體系結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識(shí)，使讀者對(duì)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得一個(gè)概要的了解，并通過后面各章的學(xué)習(xí)，逐步掌握微型計(jì)算機(jī)的原理與接口技術(shù)。第一代（1971～1972）是4位和低檔8位微型計(jì)算機(jī)，代表產(chǎn)品是美國Intel公司的4004微處理器芯片及由它組成的MCS微型計(jì)算機(jī)。第二代（1973～1977）是中高檔8位微型計(jì)算機(jī)，以Intel8080和8085，Motorola公司的MC6800、美國Zilog公司的Z80等為CPU的微型機(jī)為典型代表。第三代（1978～1984年）是16位微型計(jì)算機(jī)，如以8086/8088、Z8000和MC68000為CPU的微型機(jī)。1984年，Intel推出新一代16位微處理器80286，其集成度達(dá)到13.4萬晶體管/片。第四代（1985～1985年）是Intel公司推出的32位微處理器芯片80386，其集成度達(dá)到27.5萬晶體管/片，每秒鐘可完成500萬個(gè)指令（MIPS）。從這時(shí)起，微型計(jì)算機(jī)步入第四個(gè)發(fā)展階段。1989年，Intel發(fā)表80486芯片，其集成度達(dá)到120萬晶體管/片；1993年發(fā)布奔騰（Pentium）芯片，集成度達(dá)到310萬晶體管/片，速度達(dá)到90MIPS；1995年推出高能奔騰（PentiumPro）芯片，集成度達(dá)到550萬晶體管/片，內(nèi)部還裝進(jìn)了包含256KB/512KB高速緩存（cache）的電路，運(yùn)行速度達(dá)到300MIPS；1996年Intel將MMX（MultiMediaextension）多媒體擴(kuò)展技術(shù)用于Pentium，發(fā)布多能奔騰芯片（MMXPentium）；1997年又將MMX多媒體技術(shù)用于PentiumPro，發(fā)布PentiumⅡ芯片。繼而，1999年2月Intel公司又推出PentiumIII微處理器，直至2000年3月推出的Pentium4高性能微處理器。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，歸納起來主要有這樣幾個(gè)方面：（1）科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理。在科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃管理中，存在大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算問題，如衛(wèi)星軌道的計(jì)算、大型水壩的設(shè)計(jì)、航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的處理、中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)、地質(zhì)勘探與地震預(yù)測(cè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)劃的制訂等。（2）生產(chǎn)與試驗(yàn)過程控制。在工農(nóng)業(yè)、國防、交通等領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)和試驗(yàn)過程進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和管理，可提高效率，提高質(zhì)量，降低成本，縮短周期。（3）自動(dòng)化儀器、儀表及裝置。在儀器、儀表及裝置中使用微處理器或微型計(jì)算機(jī)，可明顯增強(qiáng)功能，提高性能，減小重量和體積。（4）信息管理與辦公自動(dòng)化。現(xiàn)代企事業(yè)單位和政府、軍隊(duì)各部門要管理的內(nèi)容，如財(cái)務(wù)管理、人事檔案管理、情報(bào)資料管理、倉庫材料管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、信貸業(yè)務(wù)管理等。（5）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。在航空航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑工程設(shè)計(jì)、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)等復(fù)雜設(shè)計(jì)活動(dòng)中，為了提高質(zhì)量、縮短周期、提高自動(dòng)化水平，目前普遍借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。（6）計(jì)算機(jī)仿真。在對(duì)一些復(fù)雜的工程問題和復(fù)雜的工藝過程、運(yùn)動(dòng)過程、控制行為等進(jìn)行研究時(shí)，在數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)上，用計(jì)算機(jī)仿真的方法對(duì)相關(guān)的理論、方法、算法和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合、分析和評(píng)估，可以節(jié)省大量的人力、物力和時(shí)間。（7）人工智能。人工智能是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來模擬人類某些智能行為的新興學(xué)科技術(shù)。（8）文化、教育、娛樂和日用家電。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）已成為國內(nèi)外高等教育中一種重要的教學(xué)手段。1.1.2微型計(jì)算機(jī)的分類常見的分類方法有以下4種：按字長(zhǎng)分：8位機(jī)，16位機(jī)，32位機(jī)和64位機(jī)等。按用途分：工業(yè)過程控制機(jī)與數(shù)據(jù)處理機(jī)等。按芯片型號(hào)分：286機(jī)，386機(jī)，486機(jī)與Pentium機(jī)等。按組裝形式分：?jiǎn)纹瑱C(jī)、單板機(jī)與多板微型計(jì)算機(jī)等。（1）單片機(jī)：如果將構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件（CPU，RAM，ROM及I/O接口電路）集成在同一塊大規(guī)模集成電路芯片上，一個(gè)芯片就是一臺(tái)微型機(jī)，則該微型機(jī)就稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。2）單板機(jī)：如果將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片及簡(jiǎn)單的輸入、輸出設(shè)備（如小鍵盤、數(shù)碼顯示器LED（發(fā)光二極管）裝配在同一塊印刷電路板上，這塊印刷電路板就是一臺(tái)完整的微型機(jī)，稱為單板微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單板機(jī)。（3）多板微型計(jì)算機(jī)：也稱系統(tǒng)機(jī)，把微處理器芯片、存儲(chǔ)器芯片、各種I/O接口芯片和驅(qū)動(dòng)電路、電源等裝配在不同的印刷電路板上，各印刷電路板插在主機(jī)箱內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的總線插槽上，通過系統(tǒng)總線相互連接起來，就構(gòu)成了一個(gè)多插件板的微型計(jì)算機(jī)。目前廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（如IBMPC/XT、PC/AT、PC386、PC484、Pentium系列個(gè)人計(jì)算機(jī)等）就是用這種方式構(gòu)成的。1.2微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成1.2.1微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)圖1-1為典型的微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成框圖，它由處理器子系統(tǒng)、系統(tǒng)總線、存儲(chǔ)器、I/O接口和I/O設(shè)備等組成。圖1-1微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備處理器子系統(tǒng)系統(tǒng)總線形成地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB系統(tǒng)總線BUS1．處理器子系統(tǒng)整個(gè)微機(jī)的核心是微處理器（MPU），也稱中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），它是采用大規(guī)模集成電路技術(shù)做成的芯片，芯片內(nèi)集成了控制器、運(yùn)算器和若干高速存儲(chǔ)單元，即寄存器。CPU及其支持電路一道構(gòu)成了微機(jī)系統(tǒng)的控制中心，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部件進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和控制。2．存儲(chǔ)器（Memory）計(jì)算機(jī)是一個(gè)自動(dòng)的數(shù)據(jù)處理機(jī)，它靠機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的程序和數(shù)據(jù)來自動(dòng)運(yùn)行，存儲(chǔ)器就是存放程序和數(shù)據(jù)的部件。微機(jī)上的存儲(chǔ)器分為“主存儲(chǔ)器”和“輔助存儲(chǔ)器”兩類，當(dāng)前它們主要由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和磁盤、光盤存儲(chǔ)器等分別構(gòu)成。3．I/O設(shè)備和I/O接口I/O設(shè)備是指微機(jī)上配備的輸入輸出設(shè)備，也稱外部設(shè)備或外圍設(shè)備（簡(jiǎn)稱外設(shè)），其功能是為微機(jī)提供具體的輸入輸出手段。標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備一般是指鍵盤和顯示器，二者又合稱為控制臺(tái)；此外，系統(tǒng)還可選擇鼠標(biāo)器、打印機(jī)、繪圖儀、掃描儀等I/O設(shè)備。作為外部存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)裝置的磁盤驅(qū)動(dòng)器，既可看作是一個(gè)輸出設(shè)備，又可看作是一個(gè)輸入設(shè)備。由于各種外設(shè)的工作速度、驅(qū)動(dòng)方法差別很大，無法與CPU直接匹配，所以不可能將它們簡(jiǎn)單地連接到系統(tǒng)總線，需要有一個(gè)接口電路來充當(dāng)它們和CPU間的橋梁，通過該電路來完成信號(hào)變換、數(shù)據(jù)緩沖、與CPU聯(lián)絡(luò)等工作。在微機(jī)系統(tǒng)中，較復(fù)雜的I/O接口電路一般都被放在電路插板上，這種電路插板又被稱為“卡”，由卡的一側(cè)引出連接外設(shè)的插座，另一側(cè)做成插入端，只要將它們插入總線插槽（I/O通道）就等于將它們連到了系統(tǒng)總線。4．系統(tǒng)總線（SystemBus）所謂“總線”，是指?jìng)鬟f信息的一組公用總線。系統(tǒng)總線可分為3組：（1）傳送地址信息的總線稱“地址總線”，即AB。（2）傳送數(shù)據(jù)信息的總線稱“數(shù)據(jù)總線”，即DB。（3）傳送控制信息的總線稱“控制總線”，即CB。在一個(gè)系統(tǒng)中，除了CPU有控制使用總線的能力外，DMA控制器和協(xié)處理器等一些設(shè)備也有控制和使用總線的能力，它們被稱為“總線主控設(shè)備”或“總線請(qǐng)求設(shè)備”；而連在總線上的存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備是被訪問和控制的對(duì)象，它們被稱為“總線被控設(shè)備”。1.2.2微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)微機(jī)的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和支撐軟件組成。1．系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件通常包括：操作系統(tǒng)、語言處理程序、診斷調(diào)試程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及為提高機(jī)器效率而設(shè)計(jì)的各種程序。在系統(tǒng)軟件中，最重要的軟件當(dāng)屬操作系統(tǒng)，即OS（OperatingSystem），所有的應(yīng)用程序，包括系統(tǒng)軟件中的一些程序，都要在操作系統(tǒng)構(gòu)筑的平臺(tái)上運(yùn)行。操作系統(tǒng)的基本功能是：（1）負(fù)責(zé)管理、調(diào)度整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件資源，包括：CPU、存儲(chǔ)器、各I/O設(shè)備等硬件資源，以及文件、目錄、進(jìn)程、任務(wù)等軟件資源。（2）向用戶提供最基本的交互界面，以方便用戶的使用、提高系統(tǒng)的工作效率。當(dāng)前，新型操作系統(tǒng)還向用戶提供了更多可資利用的軟件資源，如各種實(shí)用程序和函數(shù)庫等。

2．應(yīng)用軟件用戶利用計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)所提供的各種系統(tǒng)軟件，編制解決用戶各種實(shí)際問題的程序，這些程序就稱為應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件也可以逐步標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、逐步形成了解決各種典型問題的應(yīng)用程序的組合，稱為軟件包。3．支撐軟件支撐軟件又稱支持軟件，如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在信息處理、情報(bào)檢索以及各種管理系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普及和發(fā)展。這些都要大量地處理某些數(shù)據(jù)，檢索和建立大量的各種表格。這些數(shù)據(jù)和表格應(yīng)按一定規(guī)律組織起來，使得檢索更迅速，處理更方便，也更便于用戶使用，于是就建立了數(shù)據(jù)庫。為了便于用戶根據(jù)需要建立自己的數(shù)據(jù)庫，詢問、顯示、修改數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，輸出打印各種表格等，這就建立了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem）等支撐軟件。1.3微型計(jì)算機(jī)的工作過程為了了解微機(jī)的工作過程，討論一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，例如計(jì)算機(jī)如何計(jì)算“5+6=?”。為此在啟動(dòng)計(jì)算機(jī)并讓它進(jìn)行計(jì)算之前，必須做如下工作：（1）用助記符號(hào)指令編寫程序（匯編語言）。（2）由于機(jī)器不能識(shí)別助記符號(hào)，需要翻譯（匯編）成機(jī)器語言指令。（3）將數(shù)據(jù)和程序通過輸入設(shè)備送入存儲(chǔ)器中存放。表1-1“5+6”的計(jì)算機(jī)匯編程序指令名稱助記符號(hào)機(jī)器碼（二進(jìn)制）（十六進(jìn)制）功能立即數(shù)送累加器MOVA,0510110000B0H把05送入累加器0000010105H加立即數(shù)ADDA,060000010004H06與A中的內(nèi)容0000011006H0000011006H相加并存入A暫停HLT11110100F4H停止所有操作程序如表1-1所示。整個(gè)程序一共3條指令，5個(gè)字節(jié)，假設(shè)存放在00H開始的5個(gè)單元中。計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序一條指令一條指令地執(zhí)行。執(zhí)行一條指令分兩個(gè)階段，即取指令階段和執(zhí)行指令階段。執(zhí)行程序時(shí)，必須先給程序計(jì)數(shù)器PC賦予第一條指令的地址00H，然后進(jìn)入第一條指令的取指階段。1．取指令階段的執(zhí)行過程（1）將程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容（00H）送至地址寄存器AR，記為PC→AR。（2）程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容自動(dòng)加1變?yōu)?1H，為取下一條指令做準(zhǔn)備，記為PC+1→PC。（3）地址寄存器AR將00H通過地址總線送至存儲(chǔ)器地址譯碼器譯碼，選中00號(hào)單元，記為AR→M。（4）CPU發(fā)出“讀”命令。（5）所選中的00號(hào)單元的內(nèi)容B0H讀至數(shù)據(jù)總線DB，記為（B0H）→DB。（6）經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，將讀出的B0H送至數(shù)據(jù)寄存器DR，記為DB→DR。（7）數(shù)據(jù)寄存器DR將其內(nèi)容送至指令寄存器IR，經(jīng)過譯碼，控制邏輯發(fā)出執(zhí)行該條指令的一系列信號(hào)，記為DR→IR，IR→ID，ID→PLA。經(jīng)過譯碼CPU“識(shí)別”出這個(gè)操作碼就是“MOVA，05”指令，于是控制器發(fā)出執(zhí)行這條指令的各種控制命令。上述過程如圖1-2所示。2．執(zhí)行指令階段的執(zhí)行過程經(jīng)過對(duì)操作碼BOH譯碼后，CPU就“知道”這是一條把01H單元的內(nèi)容送入累加器A的指令。所以執(zhí)行第一條指令，就是把指令第二字節(jié)中的立即數(shù)取出來送至累加器AL，其執(zhí)行過程如下：圖1-2取第一條指令的操作示意圖時(shí)序控制信號(hào)00 10110000 01 00000101 02 00000100 03 00000110 04 11110100

101100000000000ARAPCIDPLAIR⑦⑥10110000DR③讀④①②⑤10110000DBABARRAM+10000ALUOI（1）PC→AR，將程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容01H送至地址寄存器AR。（2）PC+1→PC，將程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容自動(dòng)加1變?yōu)?2H，為取下一條指令做準(zhǔn)備。（3）AR→M，即地址寄存器AR將01H通過地址總線送至存儲(chǔ)器，并選中01H單元。（4）CPU發(fā)“讀”命令。（5）（01H）→DB，選中的01H存儲(chǔ)單元的內(nèi)容05H送至數(shù)據(jù)總線DB。（6）DB→DR，通過數(shù)據(jù)總線，把讀出的內(nèi)容05H送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）DR→A，因?yàn)榻?jīng)過譯碼已經(jīng)知道讀出的是立即數(shù)，并要求將它送至累加器A，故數(shù)據(jù)寄存器DR通過內(nèi)部總線將05H送累加器A。上述取指過程如圖l-3所示。時(shí)序控制信號(hào)00 10110000 01 00000101 02 00000100 03 00000110 04 11110100

IR00000101RAPCIDPLA⑦⑥10110000DR③讀④①②⑤00000101DBABARRAM0000ALUOIIA+100000000圖l-3執(zhí)行第一條指令操作示意圖1.4微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及高速外設(shè)的出現(xiàn)，微型計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化。至今，已推出了多種帶有不同的微處理器技術(shù)和總線結(jié)構(gòu)的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從早期的PC/XT總線結(jié)構(gòu)開始，相繼經(jīng)歷了ISA總線、ESA總線、VESA局部總線、PCI局部總線、AGP高速圖形接口等發(fā)展過程。CPU也從8088/8086/80286、80386/8048、Pentium/PentiumII/PentiumIII發(fā)展到Pentium4等更新一代CPU。1.4.1基于8088—PC總線的微機(jī)結(jié)構(gòu)PC/XT機(jī)是采用8088微處理器構(gòu)造的第一代通用微機(jī)，處理器作為系統(tǒng)的核心，通過其地址總線AB、數(shù)據(jù)總線DB和控制總線CB進(jìn)行整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的調(diào)度與控制，并與各部件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這些總線直接或經(jīng)過驅(qū)動(dòng)形成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線，即PC/XT總線，稱為PC總線。它是微型機(jī)最初的一種系統(tǒng)總線，其總線寬度為8位，地址線寬度為20位，總線與CPU的時(shí)鐘相同，為4.77MHz。其體系結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。1．結(jié)構(gòu)支持芯片微型機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)按時(shí)序工作的系統(tǒng)。系統(tǒng)除了微處理器、主存、總線和I/O設(shè)備以外，還應(yīng)該有時(shí)序信號(hào)的發(fā)生、傳送和控制的機(jī)構(gòu)。這些時(shí)序控制機(jī)構(gòu)在整個(gè)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，支撐和協(xié)調(diào)著整個(gè)系統(tǒng)有條不紊的工作。這些控制機(jī)構(gòu)由系統(tǒng)支持芯片組成。PC/XT機(jī)的系統(tǒng)支持芯片主要有如下幾種。（1）8087協(xié)處理器。PC/XT微機(jī)系統(tǒng)采用的8088微處理器，可以工作在最小模式和最大模式。最小模式是單處理機(jī)方式，只允許8088接入系統(tǒng)，而最大模式下是多處理機(jī)方式，在這種方式下，除了8088外，還可以配接浮點(diǎn)協(xié)處理器8087，這樣的配備可以使PC/XT的浮點(diǎn)運(yùn)算速度提高大約100倍。（2）可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253/8254。8253/8254具有3個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)通道。其中，通道0每55ms向CPU發(fā)一個(gè)時(shí)鐘中斷信號(hào)，微機(jī)系統(tǒng)利用這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，用來計(jì)算時(shí)鐘的時(shí)間；通道1用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新；通道2輸出方波到揚(yáng)聲器，這個(gè)方波頻率的持續(xù)時(shí)間可以由程序控制，使揚(yáng)聲器發(fā)出希望的音調(diào)并保持一定的時(shí)間。（3）DMA控制器8237。8237有4個(gè)用于直接存儲(chǔ)器存取的DMA通道。通道0用于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新，通道2用于軟盤與內(nèi)存的DMA傳送，通道3用于硬盤和內(nèi)存間的DMA傳送，通道1被保留給用戶。（4）可編程中斷控制器8259。8259用于8級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)的控制，由它負(fù)責(zé)對(duì)外部的中斷進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，并將最高優(yōu)先權(quán)的中斷請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給微處理器。（5）串行通信控制器8250。8250芯片是一個(gè)可編程串行異步通信接口芯片，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行→并行和并行→串行的轉(zhuǎn)換，是串行數(shù)據(jù)通信的主要芯片。該芯片配上相關(guān)轉(zhuǎn)換電路，為PC/XT機(jī)提供了符合RS-232規(guī)范的串行通信接口。（6）可編程并行接口8255。PC/XT機(jī)的8255并行接口芯片工作在方式0，有3個(gè)端口。其中，A口在開機(jī)自檢的時(shí)候輸出部件檢測(cè)碼，自檢結(jié)束后又工作在輸入狀態(tài)，輸入鍵盤的掃描碼；B口完成對(duì)鍵盤控制及檢測(cè)RAM和I/O通道，還和8253的通道2一起控制揚(yáng)聲器發(fā)聲。2．存儲(chǔ)器PC/XT的只讀存儲(chǔ)器ROM的容量為64KB。早期的機(jī)器上在F6000H～FDFFFH中固化了32KB的Basic解釋程序，以后的機(jī)器上已經(jīng)不再固化Basic解釋程序。FE000H～FFFFFH中固化了基本輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS）。BIOS是一組管理程序，包括上電自檢程序、系統(tǒng)引導(dǎo)程序、日時(shí)鐘管理程序和基本I/O設(shè)備（如顯示器、鍵盤和打印機(jī)等）的驅(qū)動(dòng)程序等。在PC/XT系統(tǒng)板上的存儲(chǔ)器芯片共4列，每列9片組成帶奇偶校驗(yàn)的64KBRAM內(nèi)存。4列構(gòu)成256KB的內(nèi)存空間。后來的一些主板上插接了640KB內(nèi)存。3．I/O空間8088在訪問I/O端口時(shí)，只使用低16位地址，即A15～A0有效，故可尋址64K個(gè)端口。但在PC/XT中，只用其中的10位地址線A9～A0，因此I/O端口空間大小為1K（000H—3FFH）。4．I/O擴(kuò)展槽PC/XT有8個(gè)62芯的I/O擴(kuò)展槽，它符合PC總線的規(guī)范，可以插各種接口擴(kuò)展卡，比如顯示卡、硬盤卡等。利用這些插槽，可以對(duì)微機(jī)的功能進(jìn)行擴(kuò)展，使微機(jī)具有更為廣泛的應(yīng)用。CPU8088（4.77MHz）8087（可選）ROMBIOS8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器8259中斷控制器8250串行通信控制器鍵盤與并行控制電路DMA頁面寄存器8237DMA控制器擴(kuò)展總線緩沖8個(gè)8位62引腳擴(kuò)展槽DRAM控制器RAM圖1-48088PC/XT總線的微機(jī)體系結(jié)構(gòu)示意圖1.4.2基于80286——ISA總線的微機(jī)結(jié)構(gòu)PC/AT選用80286作CPU，該微處理器有68個(gè)引腳，其中數(shù)據(jù)線16根，地址線24根，物理上可尋址的地址空間為16MB，80286對(duì)存儲(chǔ)器的訪問分“實(shí)地址”和“保護(hù)虛地址”兩種方式。兼容8086/8088的指令系統(tǒng)，有著更快的工作速度，支持虛擬存儲(chǔ)和多任務(wù)操作系統(tǒng)。在系統(tǒng)組成上，PC/AT采用101鍵的擴(kuò)展鍵盤，將軟磁盤驅(qū)動(dòng)器的接口電路改做在主機(jī)板上；I/O設(shè)備向用戶提供了更多更好的選擇，如1.2MB5.25英寸軟磁盤驅(qū)動(dòng)器、3.5英寸軟磁盤驅(qū)動(dòng)器、20MB以上的硬磁盤驅(qū)動(dòng)器、EGA/VGA彩色顯示卡和顯示器、網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。CPU80286（8MHz）80287（可選）ROMBIOS8254定時(shí)控制器74LS612DMA頁面寄存器8237X2DMA控制器擴(kuò)展總線緩沖6ISA+2PC插槽DRAM控制器RAM8259X2中斷控制器并行接口8204鍵盤接口M146818CMOS圖1-580286PC/AT總線的微機(jī)體系結(jié)構(gòu)示意圖下面介紹其主要的結(jié)構(gòu)部件。1．系統(tǒng)支持芯片數(shù)值運(yùn)算協(xié)處理器采用80287。時(shí)鐘發(fā)生器8284，工作時(shí)鐘為8MHz。兩個(gè)級(jí)聯(lián)的中斷控制器8259，一共可管理15個(gè)外中斷源。一個(gè)定時(shí)控制器8254，具有3個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)通道。兩個(gè)級(jí)聯(lián)的DMA控制器8237，可提供7個(gè)通道的DMA操作?？偩€控制器采用8288。DMA頁面寄存器74LS612。使用了Motorola公司的M146818芯片作為CMOS芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和若干RAM存儲(chǔ)單元，其中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘為系統(tǒng)提供年、月、日、星期及時(shí)、分、秒信息；存儲(chǔ)單元用來保存系統(tǒng)的配置參數(shù)，包括：系統(tǒng)是否安裝了協(xié)處理器、顯示器的類型、存儲(chǔ)器的容量、軟驅(qū)和硬驅(qū)的容量和個(gè)數(shù)等。2．存儲(chǔ)器早期系統(tǒng)板上安裝了256KB或512KB的RAM，后來多擴(kuò)展為640KB，有的甚至擴(kuò)展到1MB～2MB，此外，系統(tǒng)板上還安裝了包括ROM-BIOS在內(nèi)的64KB的ROM，如果需要，用戶可將ROM的容量擴(kuò)大為128KB。80286的地址總線共24位A23～A0，對(duì)內(nèi)存的尋址范圍最多達(dá)16MB。3．I/O空間80286在尋址I/O口時(shí)與8088一樣，只使用它的低16位地址線A15～A0，其尋址范圍為64K，且與存儲(chǔ)空間相分離。在尋址I/O口時(shí)，PC/AT與PC/XT也一樣，只使用地址線中的低10位A9～A0，故實(shí)際尋址能力為1K（000H～3FFH）。但分配上，PC/AT與PC/XT有所不同，其中系統(tǒng)板上的I/O端口占用256個(gè)地址（000H-0FFH），其余地址留給I/O通道中的插板（100H～3FFH）。4．I/O擴(kuò)展槽PC/AT是一個(gè)真正的16位機(jī)，與PC/XT相比，其地址線增加為24位，數(shù)據(jù)線增加為16根，原來的I/O總線（即“PC總線”）已不能滿足新系統(tǒng)的要求。為了兼容以前的產(chǎn)品，PC/AT維持了原來62線的PC總線插槽，并在它的一端增加了36線的新插槽，這個(gè)98線的新總線被稱為“AT總線”，亦即通常所說的“ISA總線”。在PC/AT的主機(jī)板上，一共安排有6個(gè)AT總線插槽（98線）和2個(gè)PC總線插槽（62線）。1.4.3基于80386/80486——ISA總線的微機(jī)結(jié)構(gòu)80386/80486微機(jī)分別利用了Intel公司的80386和80486微處理器。相比較而言，由于80486集成了80387協(xié)處理器，因此在微機(jī)結(jié)構(gòu)中就不再有專門的協(xié)處理器。但它們的基本結(jié)構(gòu)還是相同的，都采用ISA總線將系統(tǒng)的各個(gè)部件連接起來，而且都具有高速緩沖存儲(chǔ)器（cache），并且都采用了一組多功能芯片來代替原來的單功能的接口控制芯片。如圖1-6所示。與PC/XT機(jī)相比較，80386/80486微機(jī)廣泛采用了ISA總線替代了原來的PC總線。ISA總線在性能上兼容PC/AT總線，并且是一個(gè)公開的總線協(xié)議，它支持24位地址線、16位數(shù)據(jù)線、15級(jí)硬件中斷和7個(gè)DMA通道。系統(tǒng)支持芯片由幾個(gè)多功能芯片組成的芯片組來替代PC/XT機(jī)中的多個(gè)單功能芯片。比如，在80386微機(jī)中采用了由85C310cache/存儲(chǔ)器控制器、85C320AT總線信號(hào)控制器、85C330數(shù)據(jù)緩沖器和82C206集成外圍控制器組成的芯片組。其中，82C206提供和8088系統(tǒng)兼容的7個(gè)DMA通道、13個(gè)中斷請(qǐng)求、2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和一個(gè)存儲(chǔ)器映像器。而80486微機(jī)則采用了82C461系統(tǒng)控制器、82C362總線控制器、82C465cache控制器和82380集成外圍控制器組成的芯片組。其中，82380擁有和8088系統(tǒng)兼容的8個(gè)32位的DMA通道、15個(gè)外部中斷請(qǐng)求、5個(gè)內(nèi)部中斷請(qǐng)求和4個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。這些部件使得80386/80486系統(tǒng)既有新的功能又具備與8088系統(tǒng)的兼容性。80386和80486微機(jī)均采用單列式存儲(chǔ)器組件SIMM封裝的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（內(nèi)存條）。80386支持單條256KB或1MB，總?cè)萘靠蛇_(dá)到16MB；80486支持單條256KB、1MB或4MB，總?cè)萘靠蛇_(dá)到32MB。80386微機(jī)一般有ISA總線標(biāo)準(zhǔn)的8位和16位的擴(kuò)展槽若干個(gè)；80486微型機(jī)有ISA總線標(biāo)準(zhǔn)的8位和16位擴(kuò)展槽若干個(gè)，有些還有VESA標(biāo)準(zhǔn)的32位擴(kuò)展槽。后期的80486微機(jī)還采用了VESA總線或PCI總線作為各個(gè)部件的連線。由于VESA總線固有的缺點(diǎn)以及PCI總線的及時(shí)推出，因此VESA總線很快退出市場(chǎng)。從圖1-6中可以看出，通過AT/ISA核心邏輯芯片組將CPU的局部總線與AT/ISA、XT總線隔離開來，高速的主存儲(chǔ)器和高速緩存直接連接到CPU局部總線上，速度較慢的ROMBIOS和鍵盤/鼠標(biāo)以及擴(kuò)展總線XT、AT/ISA槽連接到系統(tǒng)核心邏輯芯片上。在該核心邏輯芯片中集成了一些控制部件，如兩個(gè)以級(jí)聯(lián)的方式組合的類8237DMA控制器、兩個(gè)以級(jí)聯(lián)方式組合的類8259中斷控制器、一個(gè)8254定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及總線緩沖器及驅(qū)動(dòng)器等。圖1-680386/80486微型機(jī)總線體系結(jié)構(gòu)1.4.4基于80486——EISA總線的微機(jī)體系結(jié)構(gòu)在Intel公司推出了ISA總線標(biāo)準(zhǔn)后，又推出了一個(gè)EISA（擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)）總線標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于兼容的EISA規(guī)范的總線，其最大的特點(diǎn)是支持突發(fā)式DMA數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，總線時(shí)鐘為8MHz，總線寬度為32位，其最高總線傳輸率為33MB/s。該標(biāo)準(zhǔn)在功能上、電氣連接上及物理上保持與PC/XT、PC/ATISA總線的兼容性。圖1-7所示為典型的具有EISA總線的微機(jī)系統(tǒng)圖，其在結(jié)構(gòu)上基本與AT/ISA總線體系結(jié)構(gòu)相同（注意，EISA總線的物理位置實(shí)際在XT和ISA插槽的下層）。EISA總線出現(xiàn)在32位微型計(jì)算機(jī)中，是結(jié)合80386/80486微機(jī)系統(tǒng)推出的一種總線結(jié)構(gòu)，與32位的微處理器兼容。具有32位的數(shù)據(jù)線，支持8位、16位或32位的數(shù)據(jù)存取，支持?jǐn)?shù)據(jù)突發(fā)式傳輸。地址線與字節(jié)使能信號(hào)共同作用支持32位尋址，可尋址4GB的存儲(chǔ)器空間，也支持64KB的I/O端口尋址，支持11級(jí)中斷IRQ3～7、IRQ9～12、IRQl4～15；支持高速DMA數(shù)據(jù)傳輸，支持7個(gè)DMA傳輸通道DRQ0～3、DRQ5～7；支持多主控制器；支持I/O等待與校驗(yàn)等。EISA總線在信號(hào)定義與物理電氣連接上完全與ISA總線兼容，主要應(yīng)用在32位微處理器組成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。EISA總線插槽價(jià)格較高，一般用在高檔機(jī)和服務(wù)器中。圖1-780486EISA總線微機(jī)體系結(jié)構(gòu)圖1.4.5基于Pentium——ISA/PCI總線，南北橋結(jié)構(gòu)的微機(jī)體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代微機(jī)采用Pentium系列微處理器，其基本結(jié)構(gòu)發(fā)生了革命性的變化，最主要的表現(xiàn)是改變了主板總線結(jié)構(gòu)。為了提高微機(jī)系統(tǒng)的整體性能，規(guī)范系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)各部件處理或傳輸信息的速度快慢，采用了更加明顯的3級(jí)總線結(jié)構(gòu)，即CPU總線（HostBus）、局部總線（PCI總線）和系統(tǒng)總線（一般是ISA）。其中，CPU總線為64位數(shù)據(jù)線、32位地址線的同步總線，66MHz或100MHz總線時(shí)鐘頻率；PCI總線為32位或64位數(shù)據(jù)/地址分時(shí)復(fù)用同步總線。PCI局部總線作為高速的外圍總線不僅能夠直接連接高速的外圍設(shè)備，而且通過橋芯片連接更高速的CPU總線與系統(tǒng)總線相連。系統(tǒng)總線仍為16位數(shù)據(jù)線、20位地址線。外圍總線由低速總線發(fā)展到高速的PCI總線，這一結(jié)構(gòu)的改變，對(duì)微型機(jī)性能的提高起了很重要的作用。3級(jí)總線之間由更高集成度的多功能橋路芯片組相連，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。這些橋路芯片起到信號(hào)速度緩沖、電平轉(zhuǎn)換和控制協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用。圖1-8為采用PCI局部總線的Pentium微型機(jī)系統(tǒng)圖。在這種結(jié)構(gòu)中，主要通過兩個(gè)橋片（HostBridge）將3級(jí)總線連接起來。這兩個(gè)橋片分別是被稱作北橋的CPU總線-PCI橋片和被稱作南橋的PCI-ISA橋片。這種南北橋結(jié)構(gòu)的芯片組種類很多，既有Intel芯片組，也有非Intel芯片組。其中北橋芯片82439HX與CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、L2cache（二級(jí)高速緩存）、局部總線等高速設(shè)備相連，用來管理微機(jī)系統(tǒng)中的高速設(shè)備；南橋芯片82371與IDE接口、ISA總線等低速設(shè)備相連，用來管理微機(jī)系統(tǒng)中的低速設(shè)備。在兼容的PCI總線規(guī)范的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，微處理器局部總線通過北橋與其他部件相連接。每當(dāng)微處理器及其局部總線改變時(shí)，只需跟著改變北橋芯片，全部原有外圍設(shè)備則可繼續(xù)進(jìn)行工作。這種結(jié)構(gòu)的好處是：即使微處理器及局部總線發(fā)生變動(dòng)，也不會(huì)影響眾多的外圍芯片系列。PCI總線有著完善的功能和電氣定義，具有靈活而強(qiáng)大的系統(tǒng)配置能力，且滿足將來微處理器的發(fā)展要求，因此，PCI總線被稱為現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)的主流總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI總線的寬度是32位或64位，總線的運(yùn)行頻率為25MHz到133MHz，最大數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)528MB/s甚至更高。從圖中我們看到，還有72線的內(nèi)存條，總?cè)萘繛?～256MB，DRAM與L2cache控制器。2個(gè)IDE接口、1個(gè)USB接口、1個(gè)紅外線接口。圖1-8典型的Pentium微型機(jī)系統(tǒng)結(jié)圖1.4.6基于PentiumII——ISA/PCI/AGP總線，南北橋結(jié)構(gòu)的微型機(jī)體系結(jié)構(gòu)如圖1-9所示是由Intel公司南北橋結(jié)構(gòu)的芯片組440BX所組成的PentiumⅡ微機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。440BX芯片組主要由兩塊多功能芯片組成。其中，北橋芯片82443BX集成有CPU總線接口，支持單、雙處理器，雙處理器可以組成對(duì)稱多處理機(jī)（SMP）結(jié)構(gòu)；同時(shí)82443BX還集成了主存控制器、PCI總線接口、PCI仲裁器及AGP接口，并支持系統(tǒng)管理模式（SMM）和電源管理功能。它作為CPU總線與PCI總線的橋梁。440BX芯片組的南橋芯片是82371EB芯片。該芯片組集成了PCI-ISA連接器、IDE控制器、兩個(gè)增強(qiáng)的DMA控制器、兩個(gè)8259中斷控制器、8253/8254時(shí)鐘發(fā)生器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等多個(gè)部件；另外還集成了一些新的功能，如USB控制器、電源管理邏輯及支持可選的I/OAPIC等。通過USB接口，可以連接很多外部設(shè)備，比如擁有USB接口的掃描儀、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和攝像頭等。82371EB作為PCI總線和ISA總線的橋梁。這個(gè)結(jié)構(gòu)將局部總線PCI直接作為高速的外圍總線連接到PCI插槽上，適應(yīng)了當(dāng)前高速外圍設(shè)備與微處理器的連接要求。早期的3級(jí)總線結(jié)構(gòu)中，圖形顯示卡也是通過PCI總線連接的，由于顯示部分經(jīng)常需要快速傳送大量的數(shù)據(jù)，這在一定的程度上增加了PCI總線通路的擁擠度，而PCI總線132MB/s的帶寬也限制了數(shù)據(jù)輸出到顯示子系統(tǒng)的速度。因此，為了解決高速視頻或高質(zhì)量圖形、圖像的顯示，引入了高速圖形接口（AGP）。AGP是對(duì)PCI總線的擴(kuò)展與增強(qiáng)，但AGP接口只能為圖形設(shè)備獨(dú)占，不具有一般總線的共享特性，因此，嚴(yán)格說來AGP只屬于一種單一的接口。在應(yīng)用中，微型機(jī)系統(tǒng)也將AGP接口作為第二個(gè)PCI總線接口。同時(shí)也使PCI總線能更好地為其他設(shè)備服務(wù)。采用AGP接口，允許顯示數(shù)據(jù)直接取自系統(tǒng)主存儲(chǔ)器，而無需先預(yù)取至視頻存儲(chǔ)器中。通過系統(tǒng)設(shè)置，圖形控制器可以從系統(tǒng)主存中劃分一些段用于保存AGP數(shù)據(jù)（包括特征數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)）。因此在現(xiàn)代的所謂整合主板的微機(jī)系統(tǒng)中，不需要專門的顯示內(nèi)存，而與主存儲(chǔ)器共享。目前絕大部分的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都支持AGP，支持AGP標(biāo)準(zhǔn)的微處理器主要有PII、PIII、P4及AMD的K6/K7等微處理器。支持AGP的系統(tǒng)邏輯芯片有Intel的440系列、8XX系列、850；AMD的751系列、760系列；VAI的69X系列等。AGP總線是對(duì)PCI局部總線的擴(kuò)充與增強(qiáng)，與PCI總線相比，AGP總線時(shí)鐘為133MHz，具有以下特點(diǎn)：（1）采用雙重驅(qū)動(dòng)技術(shù)。由于采用新的低電壓規(guī)范，允許在一個(gè)133MHz的總線時(shí)鐘內(nèi)傳輸一次或兩次數(shù)據(jù)，即在AGP時(shí)鐘信號(hào)的上沿和下沿都進(jìn)行32位數(shù)據(jù)傳輸，從而將有效帶寬提高4倍而達(dá)到512MB/s甚至1GB/s。（2）采用邊帶信號(hào)傳送技術(shù)。在總線上調(diào)制地址與數(shù)據(jù)的多路復(fù)用，在這種方法中控制信號(hào)不通過數(shù)據(jù)總線而是通過單獨(dú)的總線來傳輸，從而把整個(gè)32位PCI總線留出來給圖形加速器，這也是對(duì)PCI總線的一種改進(jìn)。（3）采用內(nèi)存請(qǐng)求流水線技術(shù)。采用深度流水線讀、寫操作，隱含了對(duì)存儲(chǔ)器訪問造成的延遲。這種方法允許系統(tǒng)處理圖形控制器對(duì)內(nèi)存進(jìn)行的多次請(qǐng)求。如果一個(gè)先前的內(nèi)存請(qǐng)求處于掛起狀態(tài)，PCI總線將迫使圖形控制器暫停對(duì)內(nèi)存的請(qǐng)求，這種暫停訪問內(nèi)存的方法會(huì)使本來已經(jīng)存在的內(nèi)存請(qǐng)求延時(shí)變得更長(zhǎng)。通過內(nèi)存的流水線策略，對(duì)各種內(nèi)存請(qǐng)求進(jìn)行排隊(duì)來減少延時(shí)，一個(gè)典型的排隊(duì)可處理12個(gè)以上的請(qǐng)求，從而大大加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。?）減少對(duì)PCI總線的傳輸壓力。把圖形接口繞行到專用的適合傳輸高速圖形、圖像數(shù)據(jù)的AGP通道上，解決了PCI帶寬中最大的問題，當(dāng)AGP承擔(dān)這個(gè)任務(wù)后，PCI將會(huì)有更多的能力負(fù)責(zé)其他應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸，從而大大減輕了PCI總線的壓力。ISA插槽PCI插槽PentiumII處理器82443BX（北橋）82371EB（PIIX4E）（南橋）主存2個(gè)IDE接口2個(gè)USB接口ISA總線PentiumII處理器I/OAPICPCI總線圖形設(shè)備CPU總線66/100MHz2XAGP總線系統(tǒng)BIOS圖1-9PentiumII微型機(jī)體系結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)圖1.4.7基于PentiumIII——中心結(jié)構(gòu)的微型機(jī)體系結(jié)構(gòu)南北橋結(jié)構(gòu)盡管能夠?yàn)橥鈬O(shè)備提供高速的外圍總線，但是南北橋芯片之間也是通過PCI總線連接的，南北橋芯片之間的頻繁數(shù)據(jù)交換必然使得PCI總線信息通路依然呈現(xiàn)一定的擁擠，也使得南北橋芯片之間的信息交換受到一定的影響。為了克服這個(gè)問題，同時(shí)也為了進(jìn)一步加強(qiáng)PCI總線的作用，Intel公司從810芯片組開始，就放棄了傳統(tǒng)的南北橋結(jié)構(gòu)，而采用了如圖1-10所示的中心結(jié)構(gòu)。構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)的芯片組主要由3個(gè)芯片組成，它們分別是存儲(chǔ)控制中心（MemoryControllerHub，MCH）、I/O控制中心（I/OControllerHub，ICH）和固件中心（FirmwareHub，F(xiàn)WH）。MCH的用途是提供高速的AGP接口、動(dòng)態(tài)顯示管理、電源管理和內(nèi)存管理功能。此外，MCH與CPU總線相連，負(fù)責(zé)處理CPU與系統(tǒng)其他部件之間的數(shù)據(jù)交換。在某些類型的芯片組中，MCH還內(nèi)置圖形顯示子系統(tǒng)，既可以直接支持圖形顯示又可以采用AGP顯示部件，這時(shí)我們稱其為圖形存儲(chǔ)控制中心（GMCH）。ICH含有內(nèi)置AC'97控制器，提供音頻編碼和調(diào)制解調(diào)器編碼接口、IDE控制器提供高速磁盤接口、2個(gè)或者4個(gè)USB接口、局域網(wǎng)絡(luò)接口以及和PCI插卡之間的連接。此外，ICH和SuperI/O控制器相連接，而SuperI/O控制器主要為系統(tǒng)中的慢速設(shè)備提供與系統(tǒng)通信的數(shù)據(jù)交換接口，比如串行口、并行口、鍵盤和鼠標(biāo)等。固件中心包含了主板BIOS和顯示BIOS以及一個(gè)可用于數(shù)字加密、安全認(rèn)證等領(lǐng)域的硬件隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。比較圖1-9和圖1-10不難發(fā)現(xiàn)，MCH和ICH兩個(gè)芯片之間不再用PCI總線相連，而是通過中心高速專用總線相連，這樣可以使MCH與ICH之間頻繁大量的數(shù)據(jù)交換不會(huì)增加PCI的擁擠度，也不會(huì)受PCI帶寬的限制。在圖1-10中，我們已經(jīng)看不到ISA總線，這是符合目前微機(jī)發(fā)展需要的。目前使用ISA總線的慢速外圍設(shè)備已經(jīng)越來越少，新的設(shè)備都選用了高速的PCI總線，PC'99規(guī)范中也取消了ISA總線，在這種情況下，ISA總線已經(jīng)不是必要的部件了?？紤]到部分用戶的特殊需要，有些主板還是帶有1個(gè)ISA插槽，這需要ICH芯片外接一片可選的PCI-ISA橋片。采用這種中心結(jié)構(gòu)的Intel的芯片組主要有810系列、815系列、820系列、850系列和860系列等。結(jié)構(gòu)雖發(fā)生了較大的變化，但后來人們?nèi)园袽CH稱為“北橋”，把ICH稱為“南橋”。PentiumⅡ和PentiumⅢ微機(jī)系統(tǒng)除了上面談到的系統(tǒng)支持芯片組外，在其他方面也有較大的變化。PentiumⅡ和PentiumⅢ采用DIMM封裝的SDRAM內(nèi)存條，單條容量主要有64MB和128MB，常規(guī)配置的總存儲(chǔ)容量一般有64MB，128MB，512MB和1GB等。一般的PentiumII/III主要有PCI插槽5～6個(gè)、AGP插槽1個(gè)，有些主板保留了1～2個(gè)ISA插槽。根據(jù)使用的芯片組的不同，有些主板上還帶有AMR（音頻/調(diào)制解調(diào)器）接口或者CNR（通信/網(wǎng)絡(luò)）接口。通過PCI插槽，可以插上網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器卡以及符合PCI規(guī)范的其他擴(kuò)展卡。AGP插槽是為顯卡準(zhǔn)備的一個(gè)專用插槽。PentiumIIIPentiumIII圖形設(shè)備SuperI/O固件中心AGP圖形控制器8XX系列存儲(chǔ)控制中心（北橋）MCHLAN連接主存儲(chǔ)器I/O控制中心（南橋）ICHIDE接口USB接口PCI總線133MB/sCPU總線圖1-10中心結(jié)構(gòu)的PentiumIII微型機(jī)基本結(jié)構(gòu)1.4.8基于Pentium4——中心結(jié)構(gòu)的微型機(jī)體系結(jié)構(gòu)Intel公司于2000年11月推出了Pentium4微處理器，至今主頻已達(dá)到3.2GHz。Intel公司的Pentium4采用NetBurst系統(tǒng)架構(gòu)，也帶來了系統(tǒng)總線與支持芯片組的改變。NetBurst微處理器系統(tǒng)首次采用了4項(xiàng)特色技術(shù)（超級(jí)流水線技術(shù)、快速執(zhí)行引擎、400MHz系統(tǒng)總線、執(zhí)行跟蹤高速緩存），還在P6核心基礎(chǔ)上增強(qiáng)了4項(xiàng)功能（高級(jí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行、高級(jí)傳輸、高級(jí)緩存、增強(qiáng)的浮點(diǎn)和多媒體單元和144條SSE2即數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展新指令等）。雖然Pentium4依然支持AGTL+總線協(xié)議，但它與同樣支持該協(xié)議的PentiumⅢ最大不同是，它能夠支持400MHz的系統(tǒng)總線，這就意味著Pentium4可提供高達(dá)3.2GB/s的系統(tǒng)帶寬。圖1-11為Pentium4微處理器的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。CPUPentium4LAN接口AGP4X>1GB/SDualChannelRDRAM帶寬3.2GB/s6ChannelAudioUSB接口133Mb/sPCI總線CMOSRAM/BIOICH2I82801BAI/O控制中心（南橋）MCHI82850存儲(chǔ)控制中心（北橋）400MHz3.2GB/s系統(tǒng)總線存儲(chǔ)器接口DMA33/66/100IDE接口圖1-11Pentium4微處理器的微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.5習(xí)題1.1簡(jiǎn)述微型計(jì)算機(jī)在幾個(gè)發(fā)展階段中的特點(diǎn)。1.2微型計(jì)算機(jī)按多個(gè)部件的組裝形式分可分為哪幾種？給出各自的特點(diǎn)。1.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的主要功能是什么？1.4舉例說明微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。1.5簡(jiǎn)述微型計(jì)算機(jī)的工作過程。1.6比較PC/XT與PC/AT的體系結(jié)構(gòu)有什么不同？1.7中心結(jié)構(gòu)的PentiumIII微型機(jī)體系結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)？第2章微處理器本章主要內(nèi)容有：8086/8088微處理器結(jié)構(gòu)；8086/8088兩種組態(tài)模式下的引腳信號(hào)和總線；8086CPU總線的操作時(shí)序；8086/8088基本工作電路以及用它們構(gòu)成的CPU子系統(tǒng)。80286微處理器的特點(diǎn)；80286的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；80286的寄存器結(jié)構(gòu)；80286的保護(hù)虛地址方式及寄存器尋址。將從應(yīng)用的角度介紹80X86系列高檔微處理器的組成結(jié)構(gòu)。2.1Intel8086/8088微處理器結(jié)構(gòu)2.1.18086/8088的功能結(jié)構(gòu)8086由兩個(gè)獨(dú)立的工作部件——執(zhí)行單元（EU）和總線接口單元（BIU）構(gòu)成。EU由運(yùn)算器（ALU）、寄存器陣列、控制器等組成，負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行，包括算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及16位有效地址EA的計(jì)算，而后將指令執(zhí)行結(jié)果（數(shù)據(jù)和偏移地址）提供給BIU；BIU是EU與外部總線之間的接口單元，由段寄存器、指令指針、地址形成邏輯、總線控制邏輯和指令隊(duì)列組成。負(fù)責(zé)與系統(tǒng)總線及予取指令隊(duì)列打交道，并計(jì)算20位的物理地址。圖2-18086微處理器功能結(jié)構(gòu)框圖

ALU數(shù)據(jù)總線（16位）通用寄存器CSDSSSESIPSPBPSIDIAHBHCHDHALBLCLDL內(nèi)部通信寄存器總線控制邏輯地址總線（20位）數(shù)據(jù)總線（16位）暫存寄存器標(biāo)志Q總線（8位）執(zhí)行部件（EU）EU控制系統(tǒng)總線接口部件（BIU）8086總線指令隊(duì)列123456ALUS地址加法器和段寄存器。8086CPU的20位地址線可直接尋址1MB存儲(chǔ)器物理空間，但CPU內(nèi)部寄存器均為16位的寄存器。那么，16位的寄存器如何實(shí)現(xiàn)20位地址尋址呢?它是由專門地址加法器將有關(guān)段寄存器內(nèi)容（段的起始地址）左移4位后，與16位偏移地址相加，形成了20位的物理地址，以對(duì)存儲(chǔ)單元尋址。例如，在取指令時(shí)，由16位指令指針I(yè)P提供一個(gè)偏移地址（邏輯地址），在地址加法器中與代碼段寄存器（CS）內(nèi)容相加，形成實(shí)際的20位物理地址，送到總線上實(shí)現(xiàn)取指令的尋址。圖2-2就表現(xiàn)了這一物理地址的形成過程。圖2-2物理地址形成過程16位段基值1516位段內(nèi)偏移量16位段基值000020位物理地址19段寄存器0001519偏移量0S由于EU和BIU這兩個(gè)功能部件能夠相互獨(dú)立地工作，且在大多數(shù)情況下，能使大部分的取指令和執(zhí)行指令重疊進(jìn)行。這樣，EU執(zhí)行的是BIU在前一時(shí)刻取出的指令。與此同時(shí)，BIU又取出EU在下一時(shí)刻需要執(zhí)行的指令。所以，在大多數(shù)情況下，取指令所需的時(shí)間“消失”了（隱含在上一指令的執(zhí)行時(shí)間之中），大大減少等待取指令所需的時(shí)間，提高了微處理器的效率和整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行速度。這種取指令和執(zhí)行指令的重疊過程如圖2-3所示。執(zhí)行1執(zhí)行2執(zhí)行3執(zhí)行4執(zhí)行5執(zhí)行6取指1取指3取指2取指4取指6取指5忙忙忙忙忙忙………EUBIUBUS8086MPttt取指1取指5執(zhí)行1執(zhí)行5取指2執(zhí)行2取指3執(zhí)行3取指4執(zhí)行4忙忙忙忙忙MPBUS一般8位MP（8080）tt圖2-3取指令和執(zhí)行指令的重疊過程2.1.28086/8088的內(nèi)部寄存器1．通用寄存器EU中設(shè)置了4個(gè)16位通用寄存器，它們是累加器AX、基址寄存器BX、計(jì)數(shù)器CX和數(shù)據(jù)寄存器DX。它們都可以拆成兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器，允許分別尋址、獨(dú)立操作。例如，AX寄存器可以拆成AH和AL使用。在8086指令系統(tǒng)中，通用寄存器可參與算術(shù)和邏輯運(yùn)算，但它們還有各自特殊的用途。這些通用寄存器的一般用法與隱含用法，如表2-1所示。表2-18086/8088中通用寄存器的一般用法和隱含用法寄存器一般用法隱含用法AX16位累加器字乘時(shí)提供一個(gè)操作數(shù)并存放積的低字節(jié)；字除時(shí)提供被除數(shù)的低字節(jié)并存放商ALAX的低8位字節(jié)乘時(shí)提供一個(gè)操作數(shù)并存放積的低字節(jié)；字節(jié)除時(shí)提供被除數(shù)的低字節(jié)并存放商；BCD碼運(yùn)算指令和XLAT指令中作累加器；字節(jié)I/O操作中存放8位輸入/輸出數(shù)據(jù)AHAX的高8位字節(jié)乘時(shí)提供一個(gè)操作數(shù)并存放積的高字節(jié)；字節(jié)除時(shí)提供被除數(shù)的高字節(jié)并存放余數(shù)；LAHF指令中充當(dāng)目的操作數(shù)BX基址（Base）寄存器，支持多種尋址，常用作地址寄存器XLAT指令中提供被查表格中源操作數(shù)的間接地址CX16位計(jì)數(shù)器串操作時(shí)用作串長(zhǎng)計(jì)數(shù)器；循環(huán)操作中用作循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器CL8位計(jì)數(shù)器移位或循環(huán)移位時(shí)用作移位次數(shù)計(jì)數(shù)器DX16位數(shù)據(jù)（Data）寄存器在間接尋址的I/O指令中提供端口地址；字乘時(shí)存放積的高字節(jié)；字除時(shí)提供被除數(shù)高字節(jié)并存放余數(shù)2．地址寄存器EU中設(shè)有4個(gè)地址寄存器：SP、BP、SI和DI，其中前面兩個(gè)稱“地址指針”，后面兩個(gè)稱“變址寄存器”，它們只能按16位寄存器進(jìn)行操作。其中SP、BP用于堆棧操作，SI、DI用于變址操作。這4個(gè)位寄存器也可以用作數(shù)據(jù)寄存器。在8086/8088指令系統(tǒng)中的應(yīng)用，見表2-2。寄存器一般用法隱含用法SP堆棧指針，與SS配合指示堆棧棧頂?shù)奈恢脡簵?、出棧操作中指示棧頂BP基址指針，它支持間接尋址、基址尋址、基址加變址時(shí)等多種尋址手段。在程序調(diào)用時(shí)，常用它來取壓棧的參數(shù)SI源變址寄存器。它支持間接尋址、變址尋址、基址加變址尋址等多種尋址串操作時(shí)用作源變址寄存器，指示數(shù)據(jù)段（段默認(rèn)）或其他段（段超越）中源操作數(shù)的偏移地址DI目的變址寄存器。它支持間接尋址、變址尋址、基址加變址尋址等多種尋址串操作時(shí)用作目的變址寄存器，指示附加段（段默認(rèn)）中目的操作數(shù)的偏移地址表2-28086/8088中地址寄存器的一般用法和隱含用法3．標(biāo)志寄存器EU中設(shè)有一個(gè)16位的標(biāo)志寄存器（PSW），8086/8088只定義了其中的9位為有效位，如圖2-4所示。1514131211109876543210OFDFIFTFSFZFAFPFCF圖2-4標(biāo)志寄存器（PSW）2.28086/8088的兩種工作模式、引腳信號(hào)及其總線的形成

2.2.18086/8088兩種工作模式8086/8088有兩種基本的工作模式：最小模式和最大模式。最小模式一般用于單板機(jī)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中的總線控制信號(hào)都直接由8086/8088產(chǎn)生，因此整個(gè)系統(tǒng)中的控制線路較簡(jiǎn)單。最大模式是相對(duì)于最小模式而言的，一般用于系統(tǒng)機(jī)，如IBMPC/XT和IBMPC/AT計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的總線控制信號(hào)由8288總線控制器產(chǎn)生。當(dāng)微處理器引腳的MN/MX接高電平時(shí)，工作在最小模式，系統(tǒng)中沒有8288總線控制器；當(dāng)MN/MX接低電平（地）時(shí)，則工作在最大模式下，系統(tǒng)中有8288總線控制器。2.2.28086/8088兩種組態(tài)下的引腳定義圖2-5為8086和8088的引腳圖，圖中帶有括號(hào)的引腳為最大模式時(shí)的引腳名稱。8088是一種準(zhǔn)16位微處理器，其內(nèi)部數(shù)據(jù)總線16位，外部數(shù)據(jù)總線8位。在軟件上，8088與8086直接兼容；在硬件上，除指令隊(duì)列、引腳A15～A18、引腳A34和A28外，其他基本相同。本節(jié)主要講解最小模式下的8086引腳功能，僅簡(jiǎn)要介紹最大模式的引腳功能。1．地址/數(shù)據(jù)總線ADl5～AD0為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用引腳，是雙向、三態(tài)的。該引腳既可以輸出訪問存儲(chǔ)器或訪問I/O的地址信息A15～A0，又可以作為與存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備交換數(shù)據(jù)信息的D15～D0，它們是分時(shí)工作的。對(duì)于8088CPU，由于對(duì)外數(shù)據(jù)總線是8位的，所以AD7～AD0為復(fù)用線，A15～A8不作復(fù)用，僅輸出地址。80868088GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGND14023933843753663573483393210311130122913281427152616251724182319222021VCC（5V）A15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7

（HIGH）MN/MXRDHOLD（RQ/GT0）HLDA（RQ/GT1）WR（LOCK）M/IO（S2）DT/R（S1）DEN（S0）ALE（QS0）INTA（QS1）TESTREADYRESETGNDA14A13A12A11A10A9A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGND14023933843753663573483393210311130122913281427152616251724182319222021VCC（5V）A15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6SSO（HIGH）MN/MXRDHOLD（RQ/GT0）HLDA（RQ/GT1）WR（LOCK）IO/M（S2）DT/R（S1）DEN（S0）ALE（QS0）INTA（QS1）TESTREADYRESET圖2-58086和8088的引腳圖2．地址/狀態(tài)總線A19/S6～A16/S3A19/S6～A16/S3為地址/狀態(tài)總線復(fù)用引腳，用做輸出，是三態(tài)的。該引腳輸出訪問存儲(chǔ)器20位地址的高4位，也可以輸出CPU的一些工作狀態(tài)，也是分時(shí)工作的。在總線周期的T1狀態(tài)，用來輸出地址的最高位；在總線周期的T2、T3和T4狀態(tài)，用來輸出狀態(tài)信息。S6指示8086/8088當(dāng)前是否與總線相連，S6=0表示8086/8088當(dāng)前與總線相連。S5表明中斷允許標(biāo)志當(dāng)前的設(shè)置。S5=0表示CPU中斷是關(guān)閉的，禁止一切可屏蔽中斷的中斷請(qǐng)求；S5=l表示CPU中斷是開放的，允許一切可屏蔽中斷的中斷申請(qǐng)。S4和S3組合起來指出當(dāng)前正在使用哪個(gè)段寄存器，如表2-3所示。3．控制總線（1）/S7。高8位數(shù)據(jù)總線允許/狀態(tài)復(fù)用引腳。（2）讀信號(hào)，三態(tài)輸出，低電平有效。（3）寫信號(hào)，三態(tài)輸出，低電平有效。（4）存儲(chǔ)器或I/O端口訪問信號(hào)，三態(tài)輸出。（5）READY。準(zhǔn)備就緒信號(hào)，輸入，高電平有效。（6）INTR?？善帘沃袛嗾?qǐng)求信號(hào)，輸入，電平觸發(fā)，高電平有效。

（7）中斷響應(yīng)信號(hào)，用做輸出，低電平有效，表示CPU對(duì)外設(shè)發(fā)來的INTR信號(hào)的響應(yīng)。（8）NMI。不可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸入，上升沿觸發(fā)。（9）。測(cè)試信號(hào)，輸入，低電平有效（10）RESET復(fù)位信號(hào)，輸入，高電平有效。（11）ALE。地址鎖存允許信號(hào)，輸出，高電平有效，用作地址鎖存器8282的選通信號(hào)。（12）。數(shù)據(jù)發(fā)送/接收控制信號(hào)，三態(tài)輸出。

（13）。數(shù)據(jù)允許信號(hào)，三態(tài)輸出，低電平有效。（14）HOLD?？偩€請(qǐng)求信號(hào)，輸入，高電平有效。（15）HLDA。總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)，輸出，高電平有效。（16）工作模式選擇信號(hào)，輸入。（17）CLK。主時(shí)鐘信號(hào)，輸入。寄存器/引腳內(nèi)容或狀態(tài)指令隊(duì)列全清狀態(tài)寄存器全清CS：IPFFFFH：0000H其他段寄存器0000HA19/S6～A16/S3高阻AD15～AD0高阻

BHE/S7（HIGH）高電平

DEN(S0)高電平后呈高阻

DT/R(S1)高電平后呈高阻M/IO(S2)高電平后呈高阻WR(LOCK)高電平后呈高阻RD高電平后呈高阻INTA高電平后呈高阻ALE低電平HLDA低電平RQ/GT0EQ/GT1高電平QS1，QS0低電平表2-48086的復(fù)位狀態(tài)4．電源線和地線單一的+5V電源。1、20引腳為地線。5．最大模式下的有關(guān)引腳（1）QS1、QS0：指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)，用作輸出。這兩個(gè)信號(hào)組合起來提供了總線周期的前一個(gè)狀態(tài)中指令隊(duì)列的狀態(tài)，以便于外部對(duì)8086/8088內(nèi)部指令隊(duì)列的動(dòng)作跟蹤。QS1、QS0的代碼組合和對(duì)應(yīng)的含義如表2-5所示。（2）S2、S1、S0：總線周期狀態(tài)信號(hào)，三態(tài)輸出。在最大模式系統(tǒng)中，用來提供給總線控制器8288，8288利用這些狀態(tài)信號(hào)產(chǎn)生對(duì)存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備的讀寫信號(hào)。這3個(gè)狀態(tài)信號(hào)的編碼含義如表2-4所示。（3）RQ/GT0、EQ/GT1：總線請(qǐng)求信號(hào)（輸入）/總線請(qǐng)求允許信號(hào)(輸出)，雙向，低電平有效。這兩個(gè)信號(hào)端可供CPU以外的兩個(gè)處理器用來發(fā)出使用總線的請(qǐng)求信號(hào)和接收CPU對(duì)總線請(qǐng)求信號(hào)的回答信號(hào)。RQ/GT0的優(yōu)先級(jí)比EQ/GT1的高。（4）LOCK：總線封鎖信號(hào)，三態(tài)輸出，低電平有效。有效時(shí)，表示CPU不允許其他總線主控制器占用總線。信號(hào)由指令LOCK使其有效，并維持到下一條指令執(zhí)行完畢為止。該指令可放在任一指令前面。QS1QS0指令隊(duì)列當(dāng)前狀態(tài)00無操作01從指令隊(duì)列中取出當(dāng)前指令的第一個(gè)字節(jié)10隊(duì)列為空11從指令隊(duì)列中取出當(dāng)前指令的后續(xù)字節(jié)表2-5QS1、QS0的編碼和對(duì)應(yīng)的含義2.2.3兩種組態(tài)下的總線形成1．最小組態(tài)下的總線形成

8088最小組態(tài)下總線的形成如圖2-6所示，說明如下。STB8282OESTB8282OESTB8282OE8286TOEIO/MRDWRA19～A16A15～A8A7～A0D7～D9MN/MXIO/MRDWRA19/S6～A16/S38088A15～A8AD7～AD0ALEDT/RDEN系統(tǒng)總線信號(hào)+5V圖2-68088最小組態(tài)下的總線形成2．最大模式下的總線的形成現(xiàn)以PC/XT機(jī)為例，介紹最大組態(tài)下系統(tǒng)總線的形成。最大組態(tài)下PC/XT計(jì)算機(jī)的總線形成如圖2-7所示。MN/MXA19/S6～A16/S3A15～A128088AD7～AD0S2～S0A11～A8AENBRDAEN’DMA應(yīng)答電路74LS245GDIR74LS373OEG74LS244E74LS373OEGA19～A12A11～A8A7～A0D7～D08288S2～S0DT/RDENALEAENCENMRDCAMWCIORCAIOWCINTAMRMRMEMWIORIOWINTA系統(tǒng)總線信號(hào)圖2-7最大組態(tài)下（PC/XT）的總線形成3．8086與8088的不同（1）8088內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為16位，外部數(shù)據(jù)總線均為8位；8086是一個(gè)真正的16位微處理器，其內(nèi)部數(shù)據(jù)處理和外部數(shù)據(jù)總線均為16位，擁有16位的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線AD15～AD0。在讀寫存儲(chǔ)器或I/O口時(shí)，既可訪問一個(gè)字節(jié)也可同時(shí)訪問兩個(gè)字節(jié)。（2）8086的存儲(chǔ)器組織，注意它分為偶、奇兩個(gè)存儲(chǔ)體，即所有的偶地址單元集中于偶存儲(chǔ)體，所有的奇地址單元集中于奇存儲(chǔ)體。偶、奇存儲(chǔ)體分別用引腳信號(hào)A0=0和BH1=0來選中，其數(shù)據(jù)線分別連接著AD7～AD0和AD15～AD8。在進(jìn)行“字訪問”時(shí)，偶地址的字訪問可以一次完成，因?yàn)橐L問的存儲(chǔ)體與數(shù)據(jù)總線是“對(duì)齊”的；（3）8088的第34號(hào)引腳為SS0（HIGH），8086的對(duì)應(yīng)引腳為BHE/S7，該引腳復(fù)用；在T1時(shí)輸出信號(hào)有效時(shí)，表示高8位復(fù)用總線AD15～AD8將在后續(xù)的總線周期（T2～T4）里傳送數(shù)據(jù)，由于僅在T1時(shí)出現(xiàn)，所以系統(tǒng)需要對(duì)它進(jìn)行鎖存；在T2～T4，該引腳輸出狀態(tài)信號(hào)S7，但系統(tǒng)未定義它的功能。應(yīng)用中，A0=0被用來選通偶存儲(chǔ)體，或選通連接D7～D0的I/O端口。而BHE=0被用來選通奇存儲(chǔ)體、或選通連接D15～D8的I/O端口。表2-6列出了8086在進(jìn)行“字節(jié)訪問”和“字訪問”時(shí)和A0這兩個(gè)信號(hào)的輸出情況。（4）在最小組態(tài)下，8088選擇訪問對(duì)象的信號(hào)為，而8086的對(duì)應(yīng)信號(hào)為，前者是為了兼容8085CPU而設(shè)計(jì)的。（5）8088指令隊(duì)列長(zhǎng)度為4字節(jié)，當(dāng)隊(duì)列中有一個(gè)字節(jié)的空缺時(shí)，它將自動(dòng)取址；并且隊(duì)列中只要有一個(gè)指令字節(jié)，8088即開始執(zhí)行指令。8086的指令隊(duì)列長(zhǎng)度為6個(gè)字節(jié)，再出現(xiàn)兩個(gè)字節(jié)的空缺時(shí)，它才會(huì)自動(dòng)取址；在隊(duì)列中有兩個(gè)指令字節(jié)時(shí)，才開始執(zhí)行指令，這是由于8086的數(shù)據(jù)總線寬度為16位，一次可讀取兩個(gè)字節(jié)的緣故。D15～D8D7～D0CSA19～A1奇存儲(chǔ)體D7～D0A19～A1BHEA0CSA19～A1偶存儲(chǔ)體D7～D0圖2-88086的存儲(chǔ)器組織操作有效數(shù)據(jù)A0從偶地址讀/寫—個(gè)字節(jié)AD7～AD010從奇地址讀/寫—個(gè)字節(jié)ADl5～AD801從偶地址讀/寫一個(gè)字ADl5～AD000從奇地址讀/寫一個(gè)字第—次讀/寫低8位（于奇地址）AD15～AD801第二次讀/寫高8位（于偶地址）AD7～AD010表2-68086的字節(jié)訪問與字訪問2.38086CPU總線的操作時(shí)序時(shí)序是指CPU在操作進(jìn)行過程中