微处理器主要由3部分组成,它们分别是:
(1)运算器 包括
算术逻辑单元(ALU),用来对数据进行算术和
逻辑运算,运算结果的一些特征由标志
寄存器储存。
(2)控制器 包括指令寄存器、指令译码器以及定时与控制电路。根据指令译码的结果,以一定时序发出相应的控制信号,用来控制指令的执行。
(3)寄存器阵列 包括一组通用寄存器和专用寄存器。通用寄存器组用来临时存放参与运算的数据,专用寄存器通常有指令指针IP(或程序计数器PC)和堆栈指针SP等。
8086 CPU由指令执行单元EU和总线接口单元BIU组成。
(1)指令执行单元EU
指令执行单元EU由算术逻辑运算单元ALU、1个16位标志寄存器FLAGS、1个数据暂存寄器、8个通用16位寄存器组和EU控制器等4个部件组成。其主要功能是执行指令。
1)算术逻辑运算单元ALU 可完成16位或8位的二进制运算,运算结果可通过内部总线送到通用寄存器,或者送往组成BIU的内部寄存器中,等待写入
存储器。
2)16位暂存器 它协助ALU完成运算,用来暂存参加运算的操作数。
3)标志寄存器(FLAGS) 它是1个16位的寄存器,它用来反映经ALU运算后的结果特征,并置入标志寄存器FLAGS中保存。
4)通用寄存器组 它包括4个16位数据寄存器AX、BX、CX、DX和4个16位指针与变址寄存器SP、BP、SI、DI,用来存放程序计算处理的数据和地址。
5)EU控制器 负责从BIU的指令队列中取指令,并对指令译码,根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令以实现各条指令的功能。
(2)总线接口单元BIU
总线接口单元BIU是由1个20位地址加法器、专用寄存器组(段寄存器和指令指针寄存器等)、指令队列和总线控制逻辑等4个部件组成。其主要功能是形成访问存储器的
物理地址、访问存储器取得指令并暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I/O端口以读取操作数参与EU运算或存放运算结果等。
1)地址加法器 EU主要完成逻辑地址到物理地址的转换,即将16位“段基址”左移四位与16位“偏移地址”(段内地址)在地址加法器相加形成20物理地址。从而使可寻址的存储空间达到1MB。
2)总线控制逻辑 总线控制逻辑主要是负责8086/8088 CPU的内部总线与CPU引脚所连接的外部系统总线交换数据的控制。
3)专用寄存器 包括4个16位段寄存器CS、DS、SS、ES,1个16位指令指针寄存IP和内部暂存器,段寄存器用来存放16位“段基址”,指令指针寄存IP用来存放当前正在执行指令的偏移量地址。
4)指令队列 当EU正在执行指令中,且不需占用总线时,BIU会自动地进行预取指令操作,将所取得的指令按先后次序存入指令队列寄存器中,该队列按“先进先出”的方式工作,并按顺序提供给EU执行。
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