微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次_第1頁(yè)
微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次_第2頁(yè)
微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次_第3頁(yè)
微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次_第4頁(yè)
微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩47頁(yè)未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

一.微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次

<?微處理器(Microprocessor)

3

個(gè)

層?微型計(jì)算機(jī)(Microcomputer)

微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Microcomputersystem)

「算術(shù)邏輯單元

r微處理器寄存器陣列

〔控制器電路

「數(shù)據(jù)總線

系統(tǒng)總線〈地址總線

「控制總線

「微型計(jì)算機(jī)j

[只讀存儲(chǔ)器

內(nèi)存儲(chǔ)器

I隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器

r串行輸入輸出接口

并行輸入輸出接口

<外圍接口電外存儲(chǔ)器摟■

路〔顯示器接口等

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)「系統(tǒng)軟件

軟件中間件

〔應(yīng)用軟件

電源、機(jī)箱、控制面板

「鍵盤、鼠標(biāo)

顯示示器、打印機(jī)

I外圍設(shè)備W軟磁盤驅(qū)動(dòng)器微處理器,微計(jì)算機(jī).

硬磁盤驅(qū)動(dòng)器微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三者關(guān)系

〔光盤驅(qū)動(dòng)器等等

微處理器結(jié)構(gòu)框圖

內(nèi)部總線

控制邏輯

(2)微型計(jì)算機(jī)

微處理器:執(zhí)行指令的核心。

存儲(chǔ)器:指令碼、操作數(shù)、結(jié)果的存儲(chǔ)。

外圍接口電路:并口、串口、外存接口、

顯示器接口、網(wǎng)絡(luò)接口、聲音接口等。

系統(tǒng)總線:不同層次的總線將上述模塊

連接起來(lái),作為各種信息的通路,按信

息類別分為數(shù)據(jù)、地址、控制三類總線。

微處理器(up)

總線控制邏輯

微計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)

(3)微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

?微計(jì)算機(jī):微處理器、存儲(chǔ)器、外圍接

口電路、系統(tǒng)總線。

軟件:系統(tǒng)軟件、中間軟件、應(yīng)用軟件。

外部設(shè)備:軟驅(qū)、硬驅(qū)、光驅(qū)、鍵盤、

鼠標(biāo)、顯示器。

電源、機(jī)箱、控制面板。

二.8086微處理器結(jié)構(gòu)

1.80X86微處理器系列概況

*808616位微處理器,內(nèi)部及對(duì)外16位數(shù)據(jù)通路,

20位地址,尋址空間1MB;

*地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用;

*8086具有初級(jí)流水線結(jié)構(gòu),內(nèi)部操作與對(duì)外操作具

有并行性。

?80286:16位結(jié)構(gòu),24位地址,16MB尋址空間;支

持保護(hù)方式,可執(zhí)行多任務(wù),速度比8086快。

?80386:32位結(jié)構(gòu),32位地址,4GB尋址空間;支

持保護(hù)方式,可執(zhí)行多任務(wù),性能優(yōu)于16位結(jié)構(gòu)。

*80486:32位結(jié)構(gòu),片內(nèi)FPU,片內(nèi)Cache,速度

比80386塊很多。

2.8086微處理器邏輯框圖

分EU與BIU兩部分:

1)執(zhí)行部件(EU):由、1、狀^態(tài)志寄存

器及操作控制電路組成。

2)總線接口部件(BIU):由(段寄存器

CS、DS、ES、SS,指令指針寄存器IP)、

沖器、地址加法器、輸入輸出控制電路等功組4

成。形成對(duì)外總線,與存儲(chǔ)器、I/O接口電路進(jìn)行數(shù)

據(jù)傳輸。

3)EU與BIU的流水線操作:EU與BIU既可協(xié)同又可

獨(dú)立工作,BIU在保證EU與片外傳送操作數(shù)前提下,

可進(jìn)行指令預(yù)取,與EU可重疊操作。

AHALAX

通BHBLBX

用CHCLCX

ZX

寄DHDLDX

存SP(Stackpointer)

CS(CodeSegment)

器BP(Basepointer)

DS(DataSegment)8

0

DI(DestinationIndex)SS(StackSegment總8

ES(ExtraSegment'線6

SI(SourceIndex)總

IP(Instruction制

Pointer)邏Q

■內(nèi)部通信寄存器-輯

ALU總線」L

16

暫存寄存器一

執(zhí)行單元總線接口單元

(EU)(BIU)

BIU與EU的重疊操作

*8080/8085受結(jié)構(gòu)限制,取指令和執(zhí)行指令

串行進(jìn)行,操作無(wú)重疊(無(wú)并行性)。

*8086由EU與BIU兩個(gè)獨(dú)立的功能部件組成,

它們的操作有并行性。

*EU與BIU的流水線操作:EU與BIU可獨(dú)

立工作,BIU在保證EU與片外傳送操作數(shù)前提

下,可進(jìn)行指令預(yù)取,與EU可重疊操作。

*若8086指令隊(duì)列出現(xiàn)2個(gè)空字節(jié),且EU未占

總線情況下,BIU自動(dòng)取指令填充隊(duì)列。

非流水線操作取指令1執(zhí)行指令L取指令2執(zhí)行指令2

8085

流水線操作

取指令1執(zhí)行指令i

8086

取指令2執(zhí)行指令2

取指令3執(zhí)行指令3

LtOtlt2t3t4

在t0~t4時(shí)間間隔中,8085執(zhí)行了2條指令。

在t0?t4時(shí)間間隔中,理想情況下,8086可執(zhí)行3條指令。

086/8088微處理器的存儲(chǔ)器管理

8086/8088微處理器20位地址,尋址空間1MB;

寄存器16位,最大尋址216=64KB。

如何用16位寄存器形成20位地址碼?

存儲(chǔ)空間分段;每段64KB,段內(nèi)16位地址;

段起始地址:XXXXXXXXXXXXX

段地址16位

段地址:偏移地址

段內(nèi)地址16位

物理地址=段地址X16+偏移地址

?物理地址的形成

150150

段基地址|偏移地址

偏移地址

3.8086微處理器引腳(線)說(shuō)明

*微處理器引線,邏輯上分為3類:

地址總線信號(hào);

數(shù)據(jù)總線信號(hào);

控制總線信號(hào);

其它專用信號(hào):電源、地、時(shí)鐘。

*采用引線分時(shí)復(fù)用技術(shù),一條引線不同*間

代表不同信號(hào),解決引線不夠問(wèn)題。

(1)基本引腳信號(hào)

*AD15-AD0(I/O,三態(tài)):地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。

*A19/S6-A16/S3(0,三態(tài)):地址/狀態(tài)復(fù)用。

^BHE/S,(0,三態(tài)):高字節(jié)允許/狀態(tài)復(fù)用。

*NMI(In):非屏蔽中斷請(qǐng)求輸入,上升沿觸發(fā)。

*INTR(In):可屏蔽中斷請(qǐng)求輸入,高電平有效。

*而(0,三態(tài)):讀選通信號(hào),低電平有效。

*CLK(In):時(shí)鐘信號(hào),處理器基本定時(shí)脈沖。

*RESET(In):復(fù)位信號(hào),高電平有效。

*WR(0,三態(tài)):寫選通信號(hào),低電平有效。

*READY(In):準(zhǔn)備好信號(hào),高電平有效。處理器與

存儲(chǔ)器及I/0接口速度同步的控制信號(hào)。

*TEST(In):測(cè)試信號(hào),低電平有效。處理器執(zhí)行

WAIT指令的控制信號(hào)。

*MN/而(In):最大/最小工作模式選擇信號(hào)。硬件設(shè)

計(jì)者用來(lái)決定8086工作模式,MN/W=1,8086為最

小模式,MN/旗=0,8086為最大模式。

*Vcc(In):處理器的電源引腳,接+5V電源。

*GND:處理器的地線引腳,接系統(tǒng)地線。

(2)最小模式下的有關(guān)控制信號(hào)

*INTA(O):最小模式下的中斷響應(yīng)信號(hào)。

*ALE(O):地址鎖存允許信號(hào)。

**(O,三態(tài)):數(shù)據(jù)總線緩沖器允許信號(hào)。

*DT市(O,三態(tài)):數(shù)據(jù)總線緩沖器方向控制信號(hào)。

*M/而(O,三態(tài)):存儲(chǔ)器或I/O接口選擇信號(hào)。

*WR(O,三態(tài)):寫命令信號(hào)。

*HOLD(In):總線請(qǐng)求信號(hào)。

*HLDA(O):總線請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。

(3)最大模式下的有關(guān)控制信號(hào)

*QSnQS°(O):指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)。表明8086當(dāng)前指

令隊(duì)列的狀態(tài)。

*,,或,廉(O,三態(tài)):最大模式總線周期狀態(tài)信號(hào)???/p>

線控制器8288的輸入信號(hào),8288輸出各種控制信號(hào)。

*Id函(。,三態(tài)):總線封鎖信號(hào)。有效時(shí)不允許其他

主控部件占用總線。

*運(yùn)/加,RQ/GT\(I/O):最大模式總線請(qǐng)求/總線響

應(yīng)信號(hào),作為輸入時(shí)是總線請(qǐng)求RQ信號(hào),作為輸出時(shí)

是總線響應(yīng)GT信號(hào)。

4.8086最小方式微計(jì)算機(jī)組成

VcC

8086與系統(tǒng)總線接口(最小方式)

5.8086最大方式微計(jì)算機(jī)組成

三、8086總線操作、中斷系統(tǒng)及總線請(qǐng)求

1.8086總線操作:8086微處理器與片外存

儲(chǔ)器或I/O接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí),經(jīng)BIU

執(zhí)行8086規(guī)定的總線操作。

2.8086的中斷系統(tǒng):8086微處理器可處理

256種中斷。

3.8086總線請(qǐng)求:在一個(gè)系統(tǒng)中,若存在

多個(gè)可控制總線的主模塊時(shí),總線使用

權(quán)的轉(zhuǎn)移存在著一個(gè)請(qǐng)求與響應(yīng)的過(guò)程。

?T1狀態(tài):

BIU將RAM或I/O地址放在地址/數(shù)據(jù)復(fù)用

總線(A/D)±o

T2狀態(tài):(分讀/寫兩種情況)

?讀總線周期:

A/D總線為接收數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備一緩沖。因?yàn)?/p>

A/D總線要改變線路的信息流動(dòng)方向。

A寫總線周期:

A/D總線上形成待寫的數(shù)據(jù),且保持到總

線周期的結(jié)束(T4)。

?T3,T4:

對(duì)于讀或?qū)懣偩€周期,AD總線上均為。

Tw:

當(dāng)RAM或I/O接口速度不夠時(shí),在T3與T4之

間可插入等待狀態(tài)Tw。

?Ti:

當(dāng)BIU無(wú)訪問(wèn)操作數(shù)和取指令的任務(wù)時(shí),

8086不執(zhí)行總線操作,總線周期處于

態(tài)Ti。

8086最小方式下讀寫總線周期時(shí)序

AALE信號(hào)在T1出現(xiàn),表明一個(gè)總線周期

開(kāi)始,選通外部地址鎖存器,鎖存AD總線

上的地址信息。

A在RD、WR等信號(hào)的配合下,T3、T4期

間完成數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

AT3上升沿檢測(cè)READY信號(hào)是否有效,無(wú)

效時(shí)在T3與T4間插入等待狀態(tài)Tw。

讀操作

—T2一

-T]t~T3-T4

改變信號(hào)方向

M/

CPU地址信號(hào)—數(shù)據(jù)信號(hào)

10

AB/DB復(fù)用線

寫操作

Ti-?丁4-

信號(hào)方向不變

CPU地址信號(hào)—數(shù)據(jù)信號(hào)—

?8086最小方式下讀總線周期時(shí)序

8

0

8

6

時(shí)

?8086最小方式下寫總線周期時(shí)序

---------一個(gè)總線周期---------

T1T2IT3T4

CLK____I8

A19/S6-A16/S30

<Addr,BHE乂Status輸出'一?8

BHE/S76

AD15-AD0Addr輸出DATA皤曲)

---<TX總

:線

ALE_~?________________r

M/I0XLOW=I/O,HIGH二MEMORY期

WR本

DT/R時(shí)

DEN

2.8086中斷系統(tǒng)

?8086微處理器具有處理256種中斷的能力。

?每個(gè)中斷分配給一個(gè)中斷類型碼,在。?

255之間,用一字節(jié)表示,也稱為256種類

型中斷。

?256種類型中斷分為和軌彳

>硬件中斷:外部硬件電路產(chǎn)生的中斷、

>軟件中斷:8086操作過(guò)程中發(fā)生異常事件

或執(zhí)行中斷指令I(lǐng)NTn。

指令/CPU軟件中斷(內(nèi)部)硬件中斷(外部)

啟動(dòng)的

非屏蔽中斷請(qǐng)求

INTn指令(2)

請(qǐng)

8259A

8086中斷分類圖

?中斷向量與中斷向量類

A中斷向量:每種中斷處理程序的入口地

址稱為中斷向量。

段地址(16位)2個(gè)字節(jié)

20位物理地址4個(gè)存儲(chǔ)單元

偏移量(16位)2個(gè)字節(jié)

?中斷向量表:8086將內(nèi)存最低地址的1K

字節(jié)空間作為中斷向量表,存放256種中

斷處理程序的入口地址,每個(gè)地址占4字

節(jié)。中斷向量表的分配如下圖所示:

8086/8088中斷向量表

*

用占內(nèi)存0000H段

03FFH

戶cs

Type225

定------IP------

03FCH

?

0083H

------cs------

22個(gè)

Type32

------IP------

0080H

\______

007FH

/

------cs------

保Type31

------IP------

留007CH

?

*

27個(gè)

cs

Type5

IP

0014H_____

\______

0013H

J

cs

Type4

溢出中斷

IP

0010H

OOOFH--------

8

cs

08專6

Type3

斷點(diǎn)中斷

用IP

OOOCH_____

OOOFH

5

cs

Type8

個(gè)非屏蔽中斷

IP

0008H_____

0007H

cs

Type1

單步中斷

IP

0004H_____

0003H

cs

Type0

除數(shù)為0

IP

0000H--------

?8086對(duì)外部硬件中斷厚求INTR的響應(yīng):

當(dāng)INTR有一高電平,即有可屏蔽中斷請(qǐng)

求。若此時(shí)IF=1且當(dāng)前指令執(zhí)行完畢,

進(jìn)入中斷響應(yīng)周期,處理過(guò)程如下:

a.INTA在兩個(gè)總線周期中分別發(fā)出一個(gè)有

效信號(hào),8086在第二個(gè)INTI有效期間讀

取中斷類型碼。

b.保護(hù)現(xiàn)場(chǎng):標(biāo)志寄存器入棧,清除IF和

TF標(biāo)志位,保護(hù)斷點(diǎn)(下一條指令地址

入棧)。

C.8086將中斷類型碼乘4,得到中斷向量表

的入口地址,例如:

類型碼=0CH,中斷向量表入口R030H

d.8086從0030H開(kāi)始讀取4字節(jié)中斷處理程序

的入口地址,前兩字節(jié)(例如0030H、

0031H)裝入IP,后兩字節(jié)(例如0032H、

0033H)裝入CS;8086根據(jù)CS:IP執(zhí)行中斷

處理程序。

e.中斷響應(yīng)過(guò)程中8086不響應(yīng)總線請(qǐng)求。

3.8086總線請(qǐng)求

?在一個(gè)系統(tǒng)中,若存在多個(gè)可控制總線

的主模塊時(shí),總線使用權(quán)的轉(zhuǎn)移存在著

一個(gè)請(qǐng)求與響應(yīng)的過(guò)程。

?最小模式下總線請(qǐng)求:

>總線請(qǐng)求信號(hào)HOLD,總線響應(yīng)信號(hào)HLDA;

>8086在每個(gè)CLK上升沿檢測(cè)HOLD信號(hào);

>若有總線請(qǐng)求,當(dāng)前總線周期結(jié)束時(shí)

HLDA變高,響應(yīng)請(qǐng)求,8086讓出總線控

制權(quán)。

最大模式下總線請(qǐng)求:有兩個(gè)通道

?請(qǐng)求信號(hào)是:RQ()/GTo和RQ/GTi兩條引

線中的?。┖蚏Q1信號(hào),為輸△;

A響應(yīng)信號(hào)是:g/N和麗/1用倆條引

”中巧麗)西GT1信號(hào),

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論