《内部结构及引脚功能.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内部结构及引脚功能.ppt（48页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构M/微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第5版版第第2章章8086CPU第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构本章主要内容本章主要内容2.18086CPU的内部结构的内部结构(内部组成、内部组成、寄存器结构寄存器结构)2.28086/8088CPU的引脚功能的引脚功能(引脚特引脚特性和作用性和作用)2.38086的存储器组织的存储器组织2.48086的工作模式和总线操作的工作模式和总线操作第第第第22章章章章8086CP
2、U8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构3p典型微处理器的主要典型微处理器的主要性能指标性能指标l主频主频:CPU的时钟频率的时钟频率l外频外频:系统系统总线的工作频率（系统时钟频率）总线的工作频率（系统时钟频率）l倍频倍频:主频与外频之比的主频与外频之比的倍数；倍数；主频主频=外频外频倍频倍频l内存总线速度：内存总线速度：CPU与二级高速缓存和内存之间与二级高速缓存和内存之间的通信速度的通信速度l扩展总线速度：扩展总线速度：CPU和和外部设备交换数据的速度外部设备交换数据的速度l地址总线宽度：地址总线宽度：CPU可直接寻址的内存空间大小可直接寻址的内存空间大小l数
3、据总线宽度数据总线宽度:一次传输的一次传输的数据位数据位数数l高速缓存：高速缓存：介于介于中央处理器和主存储器之间的高中央处理器和主存储器之间的高速小容量速小容量存储器。存储器。微处理器性能简介微处理器性能简介第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构Intel系列的系列的CPU采用向下兼容的策略，每一种新的采用向下兼容的策略，每一种新的CPU都对原都对原有的系列产品保持兼容，从而使此前的软件都能继续运行。有的系列产品保持兼容，从而使此前的软件都能继续运行。CPU的性能指标的性能指标最主要最主要有以下两个：有以下两个：1.字长字长：指：
4、指CPU能同时处理的能同时处理的数据位数数据位数，也称为，也称为数据宽度数据宽度。字。字长越长，计算能力越高，速度越快，但集成度也要求越高，工艺长越长，计算能力越高，速度越快，但集成度也要求越高，工艺越复杂。越复杂。8080（8位），位），8086（16位），位），80286/386/Pentium（32位），位），Itanium（64位）。位）。2.主频主频：即：即CPU的时钟频率的时钟频率。主频越高，运算速度越快。主频越高，运算速度越快。8086（10MHz），），P4（目前最高（目前最高3GHz）。）。为了使大家深入了解为了使大家深入了解CPU的基本原理和关键技术，并且了解的基本原理和关
5、键技术，并且了解CPU设计的创新点，本课程先以设计的创新点，本课程先以8086为例，介绍为例，介绍CPU的基本原的基本原理和关键技术，然后再介绍理和关键技术，然后再介绍80386的主要技术，最后介绍的主要技术，最后介绍Pentium的技术要点。的技术要点。16位和位和32位微处理器位微处理器第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构5p微处理器的基本功能微处理器的基本功能（1）指令控制）指令控制（2）操作控制）操作控制（3）时间控制）时间控制（4）数据加工）数据加工 微处理器性能简介微处理器性能简介第第第第22章章章章8086CPU80
6、86CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构6p8086CPU的基本性能指标的基本性能指标（1）16位位微处理器；微处理器；（2）采用）采用高速运算性能高速运算性能的的HMOS工艺制造工艺制造，芯片上集成了，芯片上集成了2.9万只晶体管；万只晶体管；（3）使用）使用单一的单一的+5V电源电源，40条条引脚引脚双列直插式封装双列直插式封装；（4）时钟频率为）时钟频率为5MHz10MHz，基本指令执行时间为，基本指令执行时间为0.3ms0.6ms（5）16根数据线根数据线和和20根地址线根地址线，可寻址的地址空间达，可寻址的地址空间达1MB（6）8086可以和浮点运算器、输入可以
7、和浮点运算器、输入/输出处理器或其他处理器输出处理器或其他处理器组成组成多处理器系统多处理器系统，从而极大地提高了系统的，从而极大地提高了系统的数据吞吐能力数据吞吐能力和和数数据处理能力据处理能力。pIntel8086微处理器内部组成结构微处理器内部组成结构8086微处理器从功能上可以划分为微处理器从功能上可以划分为两个逻辑单元两个逻辑单元：（1）执行部件执行部件EU（ExecutionUnit）（2）总线接口部件总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构p8086微处理器的寄存器结
8、构微处理器的寄存器结构8086可供编程使用的有可供编程使用的有14个个16位寄存器位寄存器，按其用途可分为，按其用途可分为3类：类：（1）通用寄存器）通用寄存器（2）段寄存器）段寄存器（3）指针和标志寄存器）指针和标志寄存器p8088的内部结构与的内部结构与8086基本相同，不同点：基本相同，不同点：（1）8086的指令队列为的指令队列为6字节，字节，8088为为4字节；字节；（2）8086BIU的外部数据总线为的外部数据总线为16位，而位，而8088为为8位。位。p8086的结构的结构8086CPU内部结构框图如下页图内部结构框图如下页图2.1所示。所示。第第第第22章章章章8086CPU8
9、086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8.1.18086CPU内部结构及工作过程内部结构及工作过程第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086内部结构内部结构8086CPU8086CPU由两部分组成：由两部分组成：由两部分组成：由两部分组成：l总线接口单元（总线接口单元（总线接口单元（总线接口单元（BusInterfaceUnitBusInterfaceUnit，BIUBIU）BIUBIU负责负责负责负责CPUCPU与内存和与内存和与内存和与内存和I/OI/O端口间的数据交换。端口间的数据交换。端口间的数
10、据交换。端口间的数据交换。BIUBIU先先先先从从从从指指指指定定定定内内内内存存存存单单单单元元元元中中中中取取取取出出出出指指指指令令令令，送送送送到到到到指指指指令令令令队队队队列列列列中中中中排排排排队，等待执行。队，等待执行。队，等待执行。队，等待执行。执执执执行行行行指指指指令令令令时时时时所所所所需需需需的的的的操操操操作作作作数数数数，也也也也可可可可由由由由BIUBIU从从从从指指指指定定定定的的的的内内内内存存存存单单单单元或元或元或元或I/OI/O端口中获取，再送到端口中获取，再送到端口中获取，再送到端口中获取，再送到EUEU去执行。去执行。去执行。去执行。执执执执行行行
11、行完完完完指指指指令令令令后后后后，可可可可通通通通过过过过BIUBIU将将将将数数数数据据据据传传传传送送送送到到到到内内内内存存存存或或或或I/OI/O端端端端口口口口中。中。中。中。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086内部结构内部结构BIUBIU的的的的特特特特点点点点：8086/80888086/8088的的的的指指指指令令令令队队队队列列列列分分分分别别别别为为为为6/46/4个个个个字字字字节节节节，在在在在执执执执行行行行指指指指令令令令的的的的同同同同时时时时，可可可可从从从从内内内内存存存存中中中中取取取
12、取出出出出后后后后续续续续的的的的指指指指令令令令代代代代码码码码，放放放放在在在在指指指指令令令令队列中队列中队列中队列中,可以提高可以提高可以提高可以提高CPUCPU的工作效率。的工作效率。的工作效率。的工作效率。地地地地址址址址加加加加法法法法器器器器用用用用来来来来产产产产生生生生2020位位位位物物物物理理理理地地地地址址址址。80868086可可可可用用用用2020位位位位地地地地址址址址寻寻寻寻址址址址1M1M字字字字节节节节的的的的内内内内存存存存空空空空间间间间，而而而而CPUCPU内内内内部部部部的的的的寄寄寄寄存存存存器器器器都都都都是是是是1616位位位位，因因因因此此
13、此此需需需需要要要要由由由由一一一一个个个个附附附附加加加加的的的的机机机机构构构构来来来来计计计计算算算算出出出出2020位位位位的的的的物物物物理理理理地地地地址址址址，这这这这个个个个机机机机构构构构就是就是就是就是2020位的地址加法器。位的地址加法器。位的地址加法器。位的地址加法器。例例例例如如如如：CSCS0FE00H0FE00H，IPIP0400H0400H，则则则则表表表表示示示示要要要要取取取取指指指指令令令令代代代代码码码码的的的的物理地址为物理地址为物理地址为物理地址为0FE400H0FE400H。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180
14、862.18086结构结构8086内部结构内部结构l指令执行单元（指令执行单元（指令执行单元（指令执行单元（ExecutionUnitExecutionUnit，EUEU）EUEU负责执行指令负责执行指令负责执行指令负责执行指令：指令执行部件完成指令译码和指令执行的：指令执行部件完成指令译码和指令执行的：指令执行部件完成指令译码和指令执行的：指令执行部件完成指令译码和指令执行的工作。工作。工作。工作。它先从它先从它先从它先从BIUBIU的指令队列中取出指令，送到的指令队列中取出指令，送到的指令队列中取出指令，送到的指令队列中取出指令，送到EUEU控制器，经译码分控制器，经译码分控制器，经译码分
15、控制器，经译码分析后执行指令。析后执行指令。析后执行指令。析后执行指令。EUEU的的的的算算算算术术术术逻逻逻逻辑辑辑辑单单单单元元元元（ArithmeticArithmeticLogicLogicUnitUnit，ALUALU）完完完完成成成成各各各各种种种种运运运运算。算。算。算。lBIUBIU与与与与EUEU的动作协调原则的动作协调原则的动作协调原则的动作协调原则总线接口部件（总线接口部件（总线接口部件（总线接口部件（BIUBIU）和执行部件（）和执行部件（）和执行部件（）和执行部件（EUEU）按以下流水线技术）按以下流水线技术）按以下流水线技术）按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所
16、要求的信息处理任务。原则协调工作，共同完成所要求的信息处理任务。原则协调工作，共同完成所要求的信息处理任务。原则协调工作，共同完成所要求的信息处理任务。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构2.8086CPU的工作过程的工作过程l大致分以下几步：大致分以下几步：大致分以下几步：大致分以下几步：1 1）先先先先执执执执行行行行读读读读存存存存操操操操作作作作，从从从从给给给给定定定定地地地地址址址址单单单单元元元元中中中中取取取取出出出出指指指指令令令令，送到先进先出的指令队列中等待执行。送到先进先出的指令队列中等待执行。送到先进先出
17、的指令队列中等待执行。送到先进先出的指令队列中等待执行。存存存存储储储储器器器器的的的的物物物物理理理理地地地地址址址址=CS=CS 16+IP16+IP，在在在在地地地地址址址址加加加加法法法法器器器器 中形成。中形成。中形成。中形成。2 2）执执执执行行行行单单单单元元元元EUEU从从从从指指指指令令令令队队队队列列列列中中中中取取取取走走走走指指指指令令令令，经经经经EUEU控控控控制制制制器器器器译译译译码码码码分分分分析析析析后后后后，向向向向各各各各部部部部件件件件发发发发控控控控制制制制命命命命令令令令，以以以以完完完完成成成成执执执执行指令的操作。行指令的操作。行指令的操作。行
18、指令的操作。此此此此时时时时EUEU不不不不需需需需要要要要使使使使用用用用外外外外部部部部总总总总线线线线，BIUBIU可可可可将将将将6 6字字字字节节节节的的的的后续指令送到指令队列，将指令队列填满。后续指令送到指令队列，将指令队列填满。后续指令送到指令队列，将指令队列填满。后续指令送到指令队列，将指令队列填满。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构80868086工作过程工作过程3 3 3 3）当当当当指指指指令令令令队队队队列列列列已已已已满满满满，EUEU在在在在执执执执行行行行指指指指令令令令，未未未未向向向向总总总总
19、线线线线接接接接口口口口单单单单元元元元BIUBIU申申申申请请请请读读读读/写写写写内内内内存存存存或或或或I/OI/O操操操操作作作作时时时时，BIUBIU处处处处于于于于空空空空闲状态。闲状态。闲状态。闲状态。4 4）指指指指令令令令执执执执行行行行过过过过程程程程中中中中，若若若若需需需需对对对对存存存存储储储储器器器器或或或或I/OI/O端端端端口口口口存存存存取取取取数数数数据，据，据，据，EUEU就要求就要求就要求就要求BIUBIU去完成相应的总线周期。去完成相应的总线周期。去完成相应的总线周期。去完成相应的总线周期。例例例例如如如如，EUEU执执执执行行行行从从从从内内内内存存
20、存存读读读读1 1个个个个数数数数据据据据的的的的指指指指令令令令时时时时，就就就就经经经经内内内内部部部部1616位位位位数数数数据据据据总总总总线线线线将将将将操操操操作作作作数数数数偏偏偏偏移移移移地地地地址址址址送送送送到到到到BIUBIU，与与与与BIUBIU中中中中的的的的段段段段地地地地址址址址一一一一起起起起，由由由由地地地地址址址址加加加加法法法法器器器器 形形形形成成成成存存存存储储储储单单单单元元元元的的的的物物物物理理理理地地地地址址址址，再再再再从从从从指指指指定定定定单单单单元元元元取取取取出出出出数数数数据据据据送送送送到到到到控控控控制制制制器器器器EUEU，由
21、由由由EUEU根根根根据据据据指指指指令令令令要要要要求求求求，发发发发控控控控制制制制命命命命令令令令，完完完完成存储器读总线周期。成存储器读总线周期。成存储器读总线周期。成存储器读总线周期。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086工作过程工作过程5 5 5 5）如如如如遇遇遇遇到到到到JMPJMP或或或或CALLCALL指指指指令令令令，则则则则指指指指令令令令队队队队列列列列中中中中的的的的内内内内容容容容作废，按新的转移地址取指令。作废，按新的转移地址取指令。作废，按新的转移地址取指令。作废，按新的转移地址取指令。6
22、6）算算算算术术术术逻逻逻逻辑辑辑辑部部部部件件件件ALUALU完完完完成成成成算算算算术术术术运运运运算算算算、逻逻逻逻辑辑辑辑运运运运算算算算或或或或移移移移位等操作。位等操作。位等操作。位等操作。参参参参加加加加运运运运算算算算的的的的操操操操作作作作数数数数可可可可从从从从外外外外存存存存、I/OI/O端端端端口口口口或或或或EUEU内内内内部部部部的寄存器等获取。的寄存器等获取。的寄存器等获取。的寄存器等获取。运运运运算算算算结结结结果果果果送送送送到到到到EUEU或或或或BIUBIU的的的的寄寄寄寄存存存存器器器器中中中中，也也也也可可可可由由由由BIUBIU写入存储器或写入存储器
23、或写入存储器或写入存储器或I/OI/O端口。端口。端口。端口。本本本本次次次次操操操操作作作作的的的的状状状状态态态态反反反反映映映映在在在在标标标标志志志志寄寄寄寄存存存存器器器器FLAGSFLAGS中中中中，如如如如进位和溢出等。进位和溢出等。进位和溢出等。进位和溢出等。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086工作过程工作过程l80868086CPUCPU中中中中，BIUBIU和和和和EUEU是是是是分分分分开开开开的的的的，取取取取指指指指令令令令和和和和执执执执行行行行指指指指令令令令可可可可重重重重叠叠叠叠进进进进行
24、行行行（JMPJMP、CALLCALL指指指指令令令令除除除除外外外外），这这这这种种种种重重重重叠叠叠叠的的的的操操操操作作作作技技技技术术术术称称称称为为为为流流流流水水水水线线线线（PipelinePipeline），能能能能用用用用来来来来提提提提高程序的运行速度。高程序的运行速度。高程序的运行速度。高程序的运行速度。l在高档微处理器中有多条流水线。在高档微处理器中有多条流水线。在高档微处理器中有多条流水线。在高档微处理器中有多条流水线。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构uuBIUBIUBIUBIU状态状态状态状态（1
25、1 1 1）将指令按序取入指令队列（指令队列中只要有两个）将指令按序取入指令队列（指令队列中只要有两个）将指令按序取入指令队列（指令队列中只要有两个）将指令按序取入指令队列（指令队列中只要有两个以上空，就取指令）。以上空，就取指令）。以上空，就取指令）。以上空，就取指令）。（2 2 2 2）响应）响应）响应）响应EUEUEUEU的总线周期，完成访问存储器、的总线周期，完成访问存储器、的总线周期，完成访问存储器、的总线周期，完成访问存储器、I/OI/OI/OI/O口。口。口。口。（3 3 3 3）空闲状态（指令队列不空，也无）空闲状态（指令队列不空，也无）空闲状态（指令队列不空，也无）空闲状态（
26、指令队列不空，也无EUEUEUEU的总线的请求）的总线的请求）的总线的请求）的总线的请求）uuEUEUEUEU状态状态状态状态（1 1 1 1）从）从）从）从BIUBIUBIUBIU指令队列前部取出指令，经指令译码后，执指令队列前部取出指令，经指令译码后，执指令队列前部取出指令，经指令译码后，执指令队列前部取出指令，经指令译码后，执行指令。行指令。行指令。行指令。（2 2 2 2）访问存储器、）访问存储器、）访问存储器、）访问存储器、I/OI/OI/OI/O口，向口，向口，向口，向BIUBIUBIUBIU提出总线周期申请。提出总线周期申请。提出总线周期申请。提出总线周期申请。（3 3 3 3）
27、BIUBIUBIUBIU指令队列空时，指令队列空时，指令队列空时，指令队列空时，EUEUEUEU处于等待状态。处于等待状态。处于等待状态。处于等待状态。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构2.1.18086CPU内部结构及工作过程内部结构及工作过程2.1.28086CPU内部寄存器内部寄存器2.18086CPU的内部结构的内部结构第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构2.1.28086CPU内部寄存器内部寄存器l l内内内内部部部部寄寄寄寄存存存存器器器器存存存存放放放
28、放运运运运算算算算中中中中的的的的操操操操作作作作数数数数、操操操操作作作作数数数数地地地地址址址址、中中中中间间间间结结结结果果果果及及及及最最最最后后后后结结结结果果果果。存存存存取取取取速速速速度度度度比比比比存存存存储储储储器器器器快快快快许许许许多多多多。编编编编程程程程时时时时须须须须了了了了解解解解各各各各寄存器的功能和用法。寄存器的功能和用法。寄存器的功能和用法。寄存器的功能和用法。80888088与与与与80868086内部寄存器完全相同内部寄存器完全相同内部寄存器完全相同内部寄存器完全相同。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.1
29、8086结构结构8086寄存器寄存器1.数据寄存器数据寄存器l1616位位位位数数数数据据据据寄寄寄寄存存存存器器器器 AXAX、BXBX、CXCX、DXDX，存存存存放放放放1616位位位位数据信息或地址信息。数据信息或地址信息。数据信息或地址信息。数据信息或地址信息。l每个每个每个每个1616位寄存器也可分成位寄存器也可分成位寄存器也可分成位寄存器也可分成2 2个个个个8 8位寄存器来使用：位寄存器来使用：位寄存器来使用：位寄存器来使用：ALAL、BLBL、CLCL、DLDL，AHAH、BHBH、CHCH、DHDH。只只只只能能能能存放存放存放存放8 8位数据，不能存放地址。位数据，不能存
30、放地址。位数据，不能存放地址。位数据，不能存放地址。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086寄存器寄存器l数据寄存器也可有专门用途（详见第数据寄存器也可有专门用途（详见第数据寄存器也可有专门用途（详见第数据寄存器也可有专门用途（详见第3 3章）例如章）例如章）例如章）例如AXAX（AccumulatorAccumulator）累加器累加器累加器累加器，在编程中用得最多，在编程中用得最多，在编程中用得最多，在编程中用得最多;AXAX、AHAH和和和和ALAL在乘、除法中有专门用途在乘、除法中有专门用途在乘、除法中有专门用途在乘、
31、除法中有专门用途;BXBX（BaseBase）基地址指针基地址指针基地址指针基地址指针，可存放偏移地址，可存放偏移地址，可存放偏移地址，可存放偏移地址;CXCX（CountCount）计计计计数数数数寄寄寄寄存存存存器器器器，在在在在循循循循环环环环操操操操作作作作时时时时作作作作计计计计数数数数器用，用于控制循环程序的执行次数器用，用于控制循环程序的执行次数器用，用于控制循环程序的执行次数器用，用于控制循环程序的执行次数;DXDX（DataData）数数数数据据据据寄寄寄寄存存存存器器器器，在在在在乘乘乘乘、除除除除法法法法及及及及I/OI/O端端端端口口口口操作时有专门用途。操作时有专门用
32、途。操作时有专门用途。操作时有专门用途。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086寄存器寄存器2.地址指针和变址寄存器地址指针和变址寄存器l地地地地址址址址指指指指针针针针和和和和变变变变址址址址寄寄寄寄存存存存器器器器SPSP、BPBP、SISI、DIDI以以以以及及及及基基基基址址址址寄寄寄寄存存存存器器器器BXBX，可可可可与与与与段段段段寄寄寄寄存存存存器器器器配配配配合合合合使使使使用用用用，一一一一起起起起构构构构成成成成内内内内存的物理地址。存的物理地址。存的物理地址。存的物理地址。l这这这这些些些些寄寄寄寄存存存
33、存器器器器存存存存放放放放段段段段内内内内地地地地址址址址的的的的偏偏偏偏移移移移量量量量（OffsetOffset），与与与与段寄存器配合后，可实现灵活的寻址。段寄存器配合后，可实现灵活的寻址。段寄存器配合后，可实现灵活的寻址。段寄存器配合后，可实现灵活的寻址。l主主主主要要要要在在在在堆堆堆堆栈栈栈栈操操操操作作作作、字字字字符符符符串串串串操操操操作作作作和和和和访访访访问问问问存存存存储储储储器器器器时时时时使使使使用。用。用。用。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086寄存器寄存器l堆堆堆堆栈栈栈栈指指指指针针针针S
34、PSP（StackStackPointerPointer）和和和和基基基基址址址址指指指指针针针针BPBP（BaseBasePointerPointer）可可可可与与与与堆堆堆堆栈栈栈栈段段段段寄寄寄寄存存存存器器器器SSSS（StackStackSegmentSegment）联联联联合使用，用于设置或访问堆栈段。合使用，用于设置或访问堆栈段。合使用，用于设置或访问堆栈段。合使用，用于设置或访问堆栈段。l源源源源变变变变址址址址寄寄寄寄存存存存器器器器SISI（SourceSourceIndexIndex）和和和和目目目目的的的的变变变变址址址址寄寄寄寄存存存存器器器器DIDI（Destina
35、tionDestinationIndexIndex）具具具具有有有有通通通通用用用用寄寄寄寄存存存存器器器器的的的的功功功功能能能能，通通通通过过过过SISI、DIDI以以以以及及及及基基基基址址址址寄寄寄寄存存存存器器器器BXBX，可可可可在在在在内内内内存存存存中中中中灵灵灵灵活活活活寻寻寻寻找找找找存储器操作数。存储器操作数。存储器操作数。存储器操作数。l在在在在字字字字符符符符串串串串运运运运算算算算中中中中，可可可可由由由由DSDS：SISI指指指指向向向向源源源源串串串串数数数数据据据据，ESES：DIDI指向目的串，实现串数据传送等操作。指向目的串，实现串数据传送等操作。指向目的
36、串，实现串数据传送等操作。指向目的串，实现串数据传送等操作。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086寄存器寄存器3.3.段寄存器段寄存器段寄存器段寄存器l8086/80888086/8088用用用用分分分分段段段段技技技技术术术术寻寻寻寻址址址址，用用用用一一一一组组组组段段段段寄寄寄寄存存存存器器器器将将将将1MB1MB空空空空间间间间分分分分成成成成若若若若干干干干逻逻逻逻辑辑辑辑段段段段，每每每每段段段段64KB64KB，段段段段内内内内设设设设偏移地址。偏移地址。偏移地址。偏移地址。l8086/80888086/808
37、8内部设置了内部设置了内部设置了内部设置了4 4个个个个1616位的段寄存器：位的段寄存器：位的段寄存器：位的段寄存器：代码段寄存器代码段寄存器代码段寄存器代码段寄存器CSCS（CodeSegmentCodeSegment）数据段寄存器数据段寄存器数据段寄存器数据段寄存器DSDS（DataSegmentDataSegment）堆栈段寄存器堆栈段寄存器堆栈段寄存器堆栈段寄存器SSSS（StackSegmentStackSegment）附加段寄存器附加段寄存器附加段寄存器附加段寄存器ESES（ExtraSegmentExtraSegment）l段段段段寄寄寄寄存存存存器器器器存存存存放放放放各各各
38、各段段段段始始始始址址址址的的的的高高高高1616位位位位，称称称称为为为为段段段段基基基基地地地地址址址址或段基址。或段基址。或段基址。或段基址。l段段段段基基基基址址址址与与与与段段段段内内内内偏偏偏偏址址址址OffsetOffset(SP(SP、BPBP、SISI、DIDI、BX)BX)组合可形成组合可形成组合可形成组合可形成2020位物理地址。位物理地址。位物理地址。位物理地址。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086寄存器寄存器4.指令指针指令指针IP（InstructionPointer）lIPIP指向将要执行的下
39、条指令的偏移地址。指向将要执行的下条指令的偏移地址。指向将要执行的下条指令的偏移地址。指向将要执行的下条指令的偏移地址。l下条将要执行指令的地址由下条将要执行指令的地址由下条将要执行指令的地址由下条将要执行指令的地址由CSCS：IPIP决定。决定。决定。决定。l程序运行时，每当程序运行时，每当程序运行时，每当程序运行时，每当CPUCPU从代码段中取出从代码段中取出从代码段中取出从代码段中取出1 1字节字节字节字节指令代码后，指令代码后，指令代码后，指令代码后，IPIP就自动就自动就自动就自动+1+1。l用户程序不能对用户程序不能对用户程序不能对用户程序不能对IPIP进行存取，只能由进行存取，只
40、能由进行存取，只能由进行存取，只能由BIUBIU自动自动自动自动修改。修改。修改。修改。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构8086寄存器寄存器5.标志寄存器标志寄存器l标志寄存器标志寄存器标志寄存器标志寄存器FLAGSFLAGS设置了设置了设置了设置了9 9个标志位，格式：个标志位，格式：个标志位，格式：个标志位，格式：l CFCF、PFPF、AFAF、ZFZF、SFSF和和和和OFOF为为为为状状状状态态态态标标标标志志志志，用用用用来来来来表表表表示示示示指指指指令令令令执执执执行行行行后后后后的的的的结结结结果果果果或或或
41、或状状状状态态态态特特特特征征征征，转转转转移移移移指指指指令令令令根根根根据它们来控制程序走向；据它们来控制程序走向；据它们来控制程序走向；据它们来控制程序走向；lTFTF、IFIF和和和和DFDF为控制标志，由程序设置或清除。为控制标志，由程序设置或清除。为控制标志，由程序设置或清除。为控制标志，由程序设置或清除。第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构1 1）进位标志进位标志进位标志进位标志CFCF（CarryFlagCarryFlag）最高位向前一位产生进位或借位时，最高位向前一位产生进位或借位时，最高位向前一位产生进位或借位
42、时，最高位向前一位产生进位或借位时，CF=1CF=1，否则，否则，否则，否则CF=0CF=0。只有在两个无符号数进行加减运算时，。只有在两个无符号数进行加减运算时，。只有在两个无符号数进行加减运算时，。只有在两个无符号数进行加减运算时，CFCF标标标标志才有意义；志才有意义；志才有意义；志才有意义；移位操作将影响移位操作将影响移位操作将影响移位操作将影响CFCF标志；标志；标志；标志；执行执行执行执行STCSTC指令可使指令可使指令可使指令可使CFCF置置置置1 1，CLCCLC指令使指令使指令使指令使CFCF清清清清0 0，CMCCMC指令使指令使指令使指令使CFCF标志取反。标志取反。标志
43、取反。标志取反。2 2）奇偶校验标志奇偶校验标志奇偶校验标志奇偶校验标志PFPF（ParityFlagParityFlag）PFPF标志也称为偶标志。标志也称为偶标志。标志也称为偶标志。标志也称为偶标志。若本次运算结果低若本次运算结果低若本次运算结果低若本次运算结果低8 8位有偶数个位有偶数个位有偶数个位有偶数个1 1（如（如（如（如01101010B01101010B），），），），则则则则PF=1PF=1，否则，否则，否则，否则PF=0PF=0。8086寄存器寄存器第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构3 3）辅助进位标志辅助进
44、位标志辅助进位标志辅助进位标志AFAF（AuxiliaryFlagAuxiliaryFlag）AFAF标志也称为标志也称为标志也称为标志也称为半进位标志半进位标志半进位标志半进位标志。在在在在8 8位加减运算中，低位加减运算中，低位加减运算中，低位加减运算中，低4 4位向高位向高位向高位向高4 4位有进位或借位有进位或借位有进位或借位有进位或借位，位，位，位，AF=1AF=1，否则，否则，否则，否则AF=0AF=0只有在只有在只有在只有在BCDBCD数运算时数运算时数运算时数运算时AFAF才有意义。利用调整才有意义。利用调整才有意义。利用调整才有意义。利用调整指令可对运算结果进行调整。指令可对
45、运算结果进行调整。指令可对运算结果进行调整。指令可对运算结果进行调整。8086寄存器寄存器第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构例例2.1 2.1 设设设设 AL=BCDAL=BCD数数数数1414，BL=BCDBL=BCD数数数数9 9，用减法指，用减法指，用减法指，用减法指令求两数之差。令求两数之差。令求两数之差。令求两数之差。低低低低4 4位位位位向向向向高高高高4 4位位位位有有有有借借借借位位位位，AF=1AF=1，需需需需用用用用减减减减法法法法调调调调整整整整指指指指令令令令 DASDAS进行进行进行进行“减减减减6
46、6”调整。调整。调整。调整。BCDBCD数数数数进进进进行行行行加加加加法法法法运运运运算算算算时时时时，用用用用加加加加法法法法调调调调整整整整指指指指令令令令DAADAA，自动进行自动进行自动进行自动进行“加加加加6 6”调整运算。调整运算。调整运算。调整运算。8086寄存器寄存器第第第第22章章章章8086CPU8086CPU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构4 4）零标志零标志零标志零标志ZFZF（ZeroFlagZeroFlag）运算结果为运算结果为运算结果为运算结果为0 0，则，则，则，则ZF=1ZF=1，否则，否则，否则，否则ZF=0ZF=0。5 5）符号标志符
47、号标志符号标志符号标志SFSF（SignFlagSignFlag）也称负标志。运算结果最高位为也称负标志。运算结果最高位为也称负标志。运算结果最高位为也称负标志。运算结果最高位为1 1，则，则，则，则SF=1SF=1，表示该，表示该，表示该，表示该数为负数；否则数为负数；否则数为负数；否则数为负数；否则SF=0SF=0，表示该数为正数。，表示该数为正数。，表示该数为正数。，表示该数为正数。6 6）溢出标志溢出标志溢出标志溢出标志OFOF（OverflowFlagOverflowFlag）带符号数运算时，结果超出了机器能表示的范围，称带符号数运算时，结果超出了机器能表示的范围，称带符号数运算时，
48、结果超出了机器能表示的范围，称带符号数运算时，结果超出了机器能表示的范围，称为溢出。为溢出。为溢出。为溢出。溢出时溢出时溢出时溢出时OF=1OF=1，否则，否则，否则，否则OF=0OF=0。字节数据的范围为字节数据的范围为字节数据的范围为字节数据的范围为-128+127-128+127，字数据范围为，字数据范围为，字数据范围为，字数据范围为-32768-32768+32767+32767。OFOF标志只有在带符号数运算时才有意义。标志只有在带符号数运算时才有意义。标志只有在带符号数运算时才有意义。标志只有在带符号数运算时才有意义。8086寄存器寄存器第第第第22章章章章8086CPU8086C
49、PU中国科学技术大学2.180862.18086结构结构例例2.2 2.2 两两两两个个个个带带带带符符符符号号号号数数数数（+105+50=155+105+50=155）相相相相加加加加，如如如如何何何何影影影影响响响响各标志位？各标志位？各标志位？各标志位？运算后各标志位状态如下：运算后各标志位状态如下：运算后各标志位状态如下：运算后各标志位状态如下：CF=0CF=0，无进位，无进位，无进位，无进位PF=0PF=0，结果有奇数个，结果有奇数个，结果有奇数个，结果有奇数个1 1AF=0AF=0，无半进位，无半进位，无半进位，无半进位ZF=0ZF=0，结果非，结果非，结果非，结果非0 0SF=
50、1SF=1，结果为负数，结果为负数，结果为负数，结果为负数OF=1OF=1，溢出（两个正数相加，结果变成了负数，溢出（两个正数相加，结果变成了负数，溢出（两个正数相加，结果变成了负数，溢出（两个正数相加，结果变成了负数-101-101）如如如如果果果果把把把把数数数数当当当当成成成成无无无无符符符符号号号号数数数数，则则则则不不不不考考考考虑虑虑虑SFSF和和和和OFOF标标标标志志志志，运运运运算算算算结结结结果为果为果为果为155155，是正确的。，是正确的。，是正确的。，是正确的。假假假假如如如如两两两两个个个个无无无无符符符符号号号号数数数数相相相相加加加加后后后后CF=1CF=1，则