第2章微處理器2.1微處理器概述2.28086CPU的內部結構2.38086CPU的外部引腳2.48086CPU的工作模式與系統構成2.58086CPU時序分析2.680X86CPU簡介2.1微處理器概述微處理器運算器控制器內部寄存器微處理器是微型計算機的核心，是計算機內部對數據進行處理并對處理過程進行控制的部件。CPU：是計算機中執行運算和控制功能的區域，由算術邏輯部件（ALU）和控制部件兩大主要部分組成。微處理器：把CPU和一組稱為寄存器（Register）的特殊存儲器集成在一片大規模集成電路或超大規模集成電路封裝之中。2.1.1微處理器的主要性能指標1、字長字長是微處理器一次可以直接處理的二進制數碼的位數，它通常取決于微處理器內部通用寄存器的位數和數據總線的寬度。微處理器的字長有4位、8位、16位、32位和64位等等。2、主頻主頻即CPU的時鐘頻率（CPU的工作頻率），用來表示微處理器的運行速度，單位MHZ。一個時鐘周期完成的指令數是固定的，故主頻越高，CPU的速度越快。外頻：系統總線的工作頻率，外頻越高說明微處理器與系統內存數據交換的速度越快。倍頻是CPU主頻和外頻之間的比例關系，一般為：

主頻=外頻*倍頻

超頻：就是通過人為的方式將CPU、顯卡等硬件的工作頻率提高（實際就是提高電壓），讓它們在高于其額定的頻率狀態下穩定工作。以IntelP4C2.4GHz的CPU為例，它的額定工作頻率是2.4GHz，如果將工作頻率提高2.6GHz，系統仍然可以穩定運行，那這次超頻就成功了。CPU超頻的主要目的是為了提高CPU的工作頻率，也就是CPU的主頻。而CPU的主頻又是外頻和倍頻的乘積。所以，提升CPU的主頻可以通過改變CPU的倍頻或者外頻來實現。但如果使用的是IntelCPU，你盡可以忽略倍頻，因為IntelCPU使用了特殊的制造工藝來阻止修改倍頻。AMD的CPU可以修改倍頻，但修改倍頻對CPU性能的提升不如外頻好。而外頻的速度通常與前端總線、內存的速度緊密關聯。因此當你提升了CPU外頻之后，CPU、系統和內存的性能也可能同時提升了。3、MIPS

MIPS是MillionsofInstructionPerSecond的縮寫，用來表示微處理器的性能，意思是每秒鐘能執行多少百萬條指令。通常也用主頻來描述運算速度，主頻越高，運算速度越快。4、iCOMP指數(英特爾微處理器性能比較指數)

1993年，為評價386、486SX、486DX、486DX2等各種CPU的性能，Intel公司提出了一種簡單、單一的指標——iCOMP指數，即IntelCOMPARATIVEMICROPROCESSOPERMANCE。2.1.2微處理器的主要功能基本功能：（1）進行算術和邏輯運算（2）接受存儲器和I/O接口發來的數據及發送數據給存儲器和I/O接口。（3）可以少量暫存數據。（4）能對指令系統進行寄存、譯碼并執行指令所規定的操作。（5）能提供整個系統所需的定時和控制信號。（6）可響應I/O設備的中斷請求。程序設計角度，其功能：（1）賦值和算術表達式。（2）無條件轉移。（3）條件轉移以及關系和邏輯表達式。（4）循環。（5）數組和其他數據結構。（6）子程序。（7）輸入、輸出。2.28086CPU的內部結構

8086：16位微處理器，16根數據線、20根地址線，可尋址1M字節；8088：準16位微處理器，其內部寄存器、內部運算部件以及內部操作均按16位設計，但對外的數據總線只有8條。8086CPU內部結構由總線接口部件（BIU，BusInterfaceUnit）和執行部件（EU,ExecutionUnit）組成?？偩€控制邏輯內部總線16位地址加法器總線接口部件BIU123456指令隊列執行部件EU通用寄存器AXAHALBXBHBLCXCHCLDXDHDLSPBPDISIEU控制器80888086CSDSSSESIP暫存器外部總線專用（段）寄存器ALU暫存器標志寄存器8位隊列總線20位地址總線16位數據總線完成16或8位二進制數的算術運算和邏輯運算通用寄存器組包括數據寄存器和地址指針與變址寄存器。生成20位物理地址CS：存放代碼段段基址DS：存放數據段段基址SS：存放附加段段基址ES：存放堆棧段段基址IP:存放下一條要執行指令的有效地址EA。8086：6個字節8088：4個字節8086指令隊列空2個字節（8088空1個字節），且EU部件沒有要求BIU部件進入存取操作數等總線周期時，BIU部件就會自動從內存單元順序取指令字節填滿指令流隊列。1、執行部件(EU)組成：由8個通用寄存器、1個標志寄存器、算術邏輯單元和EU控制電路組成。作用：（1）從BIU指令隊列中取出指令。（2）對指令進行譯碼，發出相應的控制信號。（3）接收由總線接口送來的數據或發送數據至接口。（4）進行算術運算。1）算術邏輯單元ALU完成8位或者16位二進制算術和邏輯運算，計算偏移量。2）數據暫存寄存器

16位寄存器，協助ALU完成運算，暫存參加運算的數據。3）執行部件的控制電路從總線接口的指令隊列取出指令操作碼，通過譯碼電路分析，發出相應的控制命令，控制ALU數據流向。2、總線接口部件（BIU）組成：（1）四個段地址寄存器CS，16位代碼段寄存器；DS，16位數據段寄存器；ES，16位附加段寄存器；SS，16位堆棧段寄存器。（2）16位指令指針寄存器IP（PC）。（3）20位的地址加法器。（4）6B的指令隊列緩沖器。（5）內部暫存器（6）I/O接口電路說明：（1）指令隊列緩沖器：在執行指令的同時，將取下一條指令，并放入指令隊列緩沖器中。CPU執行完一條指令后，可以執行下一條指令（流水線技術），提高CPU效率。（2）地址加法器：產生20位地址。CPU內無論是段地址寄存器還是偏移量都是16位的，通過地址加法器產生20位地址。功能：BIU負責8086CPU與存儲器和外設之間的信息傳送。（1）從內存取指令送到指令隊列。（2）CPU執行指令時，到指定的位置取操作數，并將其送至要求的位置單元中。1）地址加法器和段寄存器由于8086微處理器具有20位地址總線，可尋址1MB的內存單元。但CPU內部只有16位的寄存器，無法保存和傳送每個存儲單元的20位地址信息，為正確訪問存儲器，8086采用分段結構，將1MB內存空間劃分為若干邏輯段，在每個邏輯段中使用16位段基址和16位偏移地址進行尋址，段寄存器用來存放各段的段基址。利用BIU加法器計算并形成CPU所要訪問的存儲單元地址（20位）或I/O端口地址（16位）。2）指令隊列緩沖器即6B的“先進先出”的RAM存儲器，用來按順序存放CPU要執行的指令代碼，并送入執行部件EU中執行。EU從指令隊列的輸出端取指令，當指令隊列中存滿一條指令后，EU就立即開始執行。當指令隊列中前兩個指令字節被取走后，BIU就自動執行總線操作，讀取指令并填入指令隊列中。當程序發生跳轉時，BIU立即清除指令隊列中內容并重新開始讀取指令代碼。3）總線控制電路主要負責產生總線控制信號。如產生對存儲器的讀/寫控制信號和I/O端口的讀/寫控制信號等。

CPU取指過程執行單元（EU）總線接口單元（BIU）存儲器DBCBAB

CPU向內存寫數過程執行單元（EU）總線接口單元（BIU）存儲器DBCBAB

EU取指、譯碼過程執行單元（EU）總線接口單元（BIU）存儲器DBCBAB…8086CPU內部有14個16位寄存器，可以分為以下三組。通用寄存器組段寄存器組專用寄存器組數據寄存器地址指針與變址寄存器指令指針IP標志寄存器FR2.2.38086寄存器結構AXBXCXDX目的變址指針DI源變址指針SI基址指針BP堆棧指針SP數據寄存器DLDHDX計數寄存器CLCHCX基址寄存器BLBHBX累加器ALAHAX數據寄存器

可分為兩個8位，主要用于數據操作地址指針寄存器主要用于地址操作16位888086的16位通用寄存器是：AX BX CX DXSI DI BP SP8086的8位通用寄存器是：AH BH CH DHAL BLCLDL對其中某8位的操作，并不影響另外對應8位的數據BX:常用做存放存儲器地址；CX:作為循環和串操作等指令中的隱含計數器；數據寄存器：AX:使用頻度最高，用于算術、邏輯運算以及與外設傳送信息等；DX:常用來存放雙字長數據的高16位，或存放外設端口地址;AXBXCXDX目的變址指針DI源變址指針SI基址指針BP堆棧指針SP數據寄存器DLDHDX計數寄存器CLCHCX基址寄存器BLBHBX累加器ALAHAX數據寄存器

可分為兩個8位，主要用于數據操作地址指針寄存器主要用于地址操作16位88地址指針和變址寄存器：SP：指示棧頂的偏移地址，不能再用于其他目的，具有專用目的。BP：數據在堆棧段中的基地址。SP和BP寄存器與SS段寄存器聯合使用來訪問堆棧。SI和DI：串操作類指令中，常用于存儲器尋址時提供地址。操作取指令存取數據堆棧操作目的串操作訪問：代碼段物理地址的構成：CS×10H+IP訪問：數據段物理地址的構成：DS×10H+EA物理地址的構成：SS×10H+SP物理地址的構成：ES×10H+DI3、段寄存器CS、DS、SS、ES(16位)物理地址=段地址×10H+有效地址CS左移4位20位+地址加法器CS16位物理地址20位IP或偏移地址20位物理地址形成過程演示專用寄存器組指令指針IP標志寄存器FR作用：存放將要執行的下一條指令在現行代碼段中的偏移地址，它與CS相結合生成指向指令的物理地址。特點：IP是一個專用寄存器，其內容由BIU部件自動修改，不能直接訪問IP，但可以通過轉移或調用指令改變其內容。作用：存放指令執行結果特征位和對CPU運行特點的控制位。特點：8086CPU中設置了16位標志寄存器，只用了9位，其余位用來擴展。9位標志分為6位狀態標志和3位控制標志兩類。AF：輔助進位標志AF=1：數據的第3位（半個字節）需要向前產生進位/借位。AF=0：數據的第3位（半個字節）不會向前產生進位/借位。CF：進位/借位標志CF=1：最高位需要向前產生進位/借位。CF=0：最高位不會向前產生進位/借位。PF：奇偶標志PF=1:結果的低8位中有偶數個1。PF=0:結果的低8位中有奇數個1。影響全部狀態標志:加法、減法運算。影響部分狀態標志:移位操作。不影響任何狀態標志:數據傳送指令。ZF：全零標志ZF=1：運算結果為全0。不包括進位的情況ZF=0：運算結果不為0。（2）標志寄存器16位，只用了其中9位，唯一能按位操作的寄存器。用于反映指令執行結果或控制指令執行形式。OFD11D15..D12DFD10IFD9TFD8SFD7ZFD6D5AFD4D3PFD2D1CFD06位狀態標志：OF、SF、ZF、PF、CF、AF作用：反映指令對數據作用之后，結果的狀態，控制后續指令的執行。3位控制標志：DF、IF、TF作用：值不由數據運算結果決定，由指令直接賦值，決定后續指令執行情況。OF：溢出標志(指補碼)OF=1：操作數超過了機器表示的范圍,溢出。OF=0：操作數未超過了機器能表示的范圍,不溢出。求解方法：最高位進位次高位進位TF：跟蹤(單步)標志位TF=1，每執行一條指令后，自動產生一次內部中斷，使CPU處于單步執行指令工作方式，便于進行程序調試，用戶能檢查程序。TF=0,CPU正常工作。16位，只用了其中9位，唯一能按位操作的寄存器用于反映指令執行結果或控制指令執行形式OFD11D15..D12DFD10IFD9TFD8SFD7ZFD6D5AFD4D3PFD2D1CFD0IF：中斷允許/禁止標志位IF=1,允許外部可屏蔽中斷。CPU可以響應可屏蔽中斷請求。IF=0,關閉中斷。CPU禁止響應可屏蔽中斷請求。IF的狀態對不可屏蔽中斷和內部軟中斷沒有影響。SF：符號標志SF=1：運算結果的最高位為1，如果為帶符號數，則為負數。SF=0：運算結果的最高位為0，如果為帶符號數，則為正數。帶符號數的最高位為符號位；而無符號數的最高位為數值位。DF：方向控制標志位用于串處理指令，控制從前往后、還是從后往前對字符串進行操作處理。DF=1，每次串處理操作后使變址寄存器SI和DI的值遞減，使串處理從高地址向低地址方向處理。DF=0，每次串處理操作后使變址寄存器SI和DI的值遞增，使串處理從低地址向高地址方向處理?？刂茦酥九c狀態標志的區別：控制標志：其值由系統程序或用戶程序根據需要用指令設置。狀態標志：由中央處理器執行運算指令，并根據運算結果而自動設置。例1：2個數相加后，分析各標志位的值例2：2個數相減后，分析各標志位的值10001101001101100011001000011001+0110011010101001運算結果最高位為1 ∴SF=1；第三位向第四位有進位 ∴AF=1；次高位向最高位有進位，最高位向前沒有進位，∴OF=10=1最高位沒有進位 ∴CF=0；低8位中1的個數為偶數個 ∴PF=1；運算結果本身≠0 ∴ZF=0；返回10001101001101100011001000011001-0010110010001100運算結果最高位為0 ∴SF=0；第三位向第四位沒有借位 ∴AF=0；次高位向最高位沒有借位，最高位向前沒有借位，∴OF=00=0最高位沒有借位 ∴CF=0；低8位中1的個數為奇數個 ∴PF=0；運算結果本身≠0 ∴ZF=0；例:將5394H與-777FH相加,并說明其標志位的狀態?！窘狻肯惹?777FH的補碼：原碼：1111011101111111反碼：1000100010000000補碼：1000100010000001再做加法運算：0101001110010100

+10001000100000011101110000010101結果標志位為：CF=0、PF=0、AF=0ZF=0、SF=1、OF=0芯片與其他部件的聯系全靠在引腳上傳送信息，這些信息可能自芯片向外輸出，也可能從外部輸入到芯片，還可能是雙向的。指控制引腳使用有效時的邏輯電平。低電平有效的引腳名字上面加有一條橫線，引腳名字上無橫線者為高電平有效。另有一些引腳高、低電平均有效，分別表示不同的狀態或數值。還有些引腳信號為邊沿有效。芯片引腳特性描述信號引腳功能信號的有效電平信號流向引腳復用三態能力引腳信號的定義一個引腳具有兩種或兩種以上的功能，可以減少引腳的數量?！叭龖B”能力是指有些引腳除了能正常輸出或輸入高、低電平外，還能輸出高阻狀態。當它輸出高阻狀態時，表示芯片實際上已放棄了對該引腳的控制，使之“浮空”。這樣，與總線相連接的其它設備就可以獲得對總線的控制權，系統轉為接受總線的設備控制下工作。2.38086CPU的外部引腳40條引腳，雙列直插式封裝采用分時復用地址/數據總線兩種模式：最大模式、最小模式

最大模式：兩個或多個微處理器（多微處理器模式），一個主處理器為8086CPU，另外的處理器可以是浮點數協助處理器8087或I/O處理器8089。

最小模式：只有8086CPU一個微處理器（單處理器模式）。思考：如何選擇兩種工作模式？思考：何時傳輸地址，何時傳輸數據？8086有40個引腳，其中第33（最小/最大模式）腳很關鍵，它是一條輸入線，可以加高電平，也可以加低電平，由該線所加電平的高或低電平決定24-31引腳的功能（24-31引腳括號內為最大模式功能）其他引腳不受第33引腳的影響，我們把這部分引腳稱為一般引腳。8086CPU的引腳線按照功能分為3類。數據引腳線地址引腳線8086CPU引腳分類控制引腳線1.地址、數據引腳線AD0～AD15：分時復用的地址數據引腳線，雙向、三態。T1期間作地址線A15～A0用，輸出存儲單元低16位地址。T2～T3期間作數據線D15～D0用，雙向。

寫操作為T2～T3；

讀操作為T3，T2處于懸空狀態；

CPU響應中斷及系統總線處理“保持響應”狀態時，AD0～AD15處于懸空狀態。S5：表示中斷允許標志狀態。

S5＝1表示中斷允許標志IF＝1，允許可屏蔽中斷請求；

S5＝0表示IF＝0，禁止可屏蔽中斷請求。S6：指示8086當前是否與總線相連。

S6＝0表示8086連在總線上。T1期間，作為20位地址線的高4位A19～A16。T2～T4期間作為S6～S3狀態線用。S4和S3狀態組合與當前段的關系表S4S3當前使用的段寄存器00ES段寄存器01SS段寄存器10存儲器尋址時為CS段寄存器，I/O端口則不需要11DS段寄存器2.控制引腳線CPU在進行具體操作時所發出的控制信號，CPU的操作不同，使用的引腳線也各不相同。啟動復位和時鐘信號操作類型最小/最大方式的讀/寫操作總線請求和響應操作中斷請求和響應操作控制數據和地址信息傳送操作CPU等待檢測操作及其他信號復位條件：至少保持4個時鐘周期的高電平復位處理：除CS=FFFFH外，包括IP在內的其余 寄存器和指令流隊列的值均為0。復位結果：從FFFF:0000H處開始執行程序。一般放置一條轉移指令轉到程序真正的入口地址。啟動復位和時鐘信號RESET復位信號CLK時鐘輸入信號提供了CPU和總線控制的基本定時脈沖。寄存器狀態標志Reg清除CSFFFFHIP、DS、ES、SS0000H指令流隊列清除最小方式的讀/寫操作信號選擇信號讀信號寫信號高電平:CPU當前訪問存儲器低電平:當前CPU訪問I/O端口表示CPU正在對存儲器或I/O端口進行讀操作表示CPU當前正在對存儲器或I/O端口進行寫操作8086/8088CPU讀寫操作信號對照表具體操作110寫存儲器101讀存儲器010寫外設001讀外設總線請求和響應操作信號HOLD總線保持請求信號HLDA總線保持響應信號HOLD=1，有總線請求；HOLD=0，無總線請求。當HOLD=1時，HLDA=1；表示CPU讓出總線使用權。HOLD和HDLA一對聯絡信號的應答關系

中斷響應信號：CPU對中斷請求信號INTR的響應。目的為了獲取中斷類型碼。中斷請求和響應操作信號非屏蔽中斷（NMI），上升沿有效?？善帘沃袛啵↖NTR和中斷響應信號）不受中斷允許標志IF的控制，也不能用軟件進行屏蔽。當INTR=1，并且中斷允許標志位IF=1時，則CPU在當前指令周期結束后，轉入中斷響應周期?？刂菩畔魉筒僮鞯南嚓P控制信號ALE地址鎖存允許信號在任何一個總線周期T1狀態，表示當前地址/數據復用總線上輸出是地址信息，下降沿將地址信息鎖存到鎖存器。數據允許信號數據發送/接收控制信號CPU控制8286/8287等數據總線收發器的選通信號。有效時間：存儲器訪問、I/O訪問、中斷響應周期作用：控制8286/8287的數據傳送方向。=1時，發送；=0時，接收。等待檢測操作信號高電平：CPU繼續空轉等待；低電平：退出等待，執行下一條指令。READY準備就緒信號測試信號作用：使CPU和低速的存儲器或I/O設備之間實現速度匹配。READY=1：按正常時序進行讀、寫操作，不插入TW；READY=0：在T3和T4之間自動插入一個或幾個TW。2.48086/8088CPU工作模式及其系統結構最小模式系統特點只有8086/8088一個微處理器所有總線控制信號直接由CPU提供將33號引腳接＋5V需要地址鎖存器進行地址信息分流需要使用總線緩沖器將數據信息分流到數據總線

圖8086在最小模式下的典型配置

時鐘發生器/驅動器8位通用數據鎖存器，分流20位地址信息。8位雙向數據緩沖器，分流數據。圖8086在最大模式下的典型配置

2.3.2最大模式和系統組成最大模式下，除了8282鎖存器和8286數據收發器外，還增加了8288總線控制器。對CPU發出的控制信號進行變換和組合，獲得對存儲器和I/O端口的讀/寫信號及對鎖存器8282和總線收發器8286的控制信號。8288引腳如圖所示：圖2-118288與8086CPU的連接圖

與CPU相連，接收狀態信息，確定當前CPU要執行的操作，發出相應的命令信號。接收時鐘發生器的CLK信號，使8288與CPU及系統中的其它部件同步。I/O端口讀命令低電平：將所選中端口中的數據讀到數據總線上。 相當于最小模式中由CPU發出的控制信號和為低電平的組合。中斷響應信號，送往發出中斷請求的接口。

：I/O端口寫命令。有效時，把數據總線上的數據寫入被選中的端口中。它相當于最小模式系統中由CPU發出的控制信號有效和為低電平的組合。：存儲器讀命令。有效時，被選中的存儲單元把數據送到數據總線。它相當于最小模式系統中由CPU發出的控制信號有效和為高電平的組合。：存儲器寫命令。有效時，把數據總線上的數據寫入被選中的存儲單元中。它相當于最小模式系統中由CPU發出的控制信號有效和為高電平的組合。

:提前的存儲器寫命令，其功能與一樣，只是提前一個時鐘周期輸出。：提前的I/O端口寫命令，其功能與一樣，只是提前一個時鐘周期輸出。ALE：地址鎖存允許信號。相當于最小模式系統中的ALE。：主級連允許/外設數據允許信號。此功能取決于8288的輸入控制信號IOB（I/O總線方式）。

DEN：數據總線允許信號。DEN有效：數據收發器把局部數據總線和系統數據總線連接，形成一個傳輸數據的通路；

DEN無效：數據收發器使局部數據總線與系統數據總線斷開。

：數據收發信號。1MB的存儲單元，每個存儲單元中存放一個8位的二進制信息每一存儲單元用唯一的地址碼，其地址范圍00000H～FFFFFH。字節編址:將存儲器空間按字節地址號順序排列的方式。2.4.38086存儲器的其尋址字：將連續存放的兩個字節數據構成一個16位的字數據：高8位存放在高地址單元，低8位存放在低地址單元。將低位字節的地址作為這個字的地址。對準字：字地址為偶地址，存取一個字需要一個總線周期。非對準字：字地址為奇地址，存取一個字需要兩個總線周期。

8086CPU對準字和非對準字讀寫表

A0具體操作引腳線00從偶地址開始讀/寫一個字(規則字)AD15～AD001從奇地址開始讀/寫一個字節AD15～AD810從偶地址開始讀/寫一個字節AD7～AD00110從奇地址開始讀寫一個字(非規則字)第一總線周期高8位數據有效，第二總線周期低8位數據有效AD15～AD8AD7～AD0(1)分段結構①將1M的存儲空間劃分成若干個段，每個段最大長度64K。②

段基址就是指一個段的起始地址。③

邏輯段在物理存儲器中可以是鄰接的、間隔的、部分重疊的和完全重疊的等4種情況。④

在任一時刻，一個程序只能訪問4個當前段中的內容。2.存儲器的分段結構和物理地址的形成圖段重疊結構示例段1基址段2基址重疊部分段1長度段2長度(2)物理地址的形成在8086/8088系統中，每個存儲單元都有物理地址和邏輯地址兩種地址表示。物理地址:

20位,范圍為00000H～FFFFFH。邏輯地址：段地址+偏移量存放在某一個段寄存器中，是一個邏輯段的起始單元地址的高16位。某個存儲單元與它所在段的段地址之間的字節距離。表示方法：段地址：偏移量例如，3267H：00A0H例題：將邏輯地址0915H：003AH轉換為物理地址。左移4位堆棧：存儲器中的一個特殊數據區。功能：按“后進先出”的原則用來存放需要暫時保存的數據。容量：最大64KB，其位置可以在1MB空間內浮動。棧底在高地址端，棧頂在低地址端，地址由高向低變化。 存儲單元的地址=(SS)×10H＋(SP)存放堆?；刂罚砻鞫褩Ｋ诘倪壿嫸?。存放棧頂地址，始終指向最后推入堆棧的數據所在的單元。壓棧：把數據推入堆棧。(SP)-2送SP，再與SS形成物理地址，將數據存入相應單元。彈棧：從堆棧取數據。從當前SS和SP形成的物理地址上取出數據，再將(SP)+2送SP。堆棧操作：以字為單位，數據必須按規則字存放。低字節在偶地址單元，高字節在奇地址單元。按“后進先出”的規則進行SP的修改自動進行。例題若已知當前SS＝1050H，SP＝0008H，AX＝1234H，則8086系統中堆棧的入棧和出棧操作如下圖所示。12AA…10500H10501H10502H10503H10504H10505H10506H10507H10508H棧底BB10509H段基址(SS)AX3412123434PUSHAX1050AHBBAAAABB1234BX34POPBXPOPAX12棧頂SP2.58086CPU時序分析總線周期(BusCycle)8086CPU通過總線與外部交換信息，一次信息交換所耗用的時間稱為一個總線周期，也稱機器周期(MachineCycle)。指令周期（InstructionCycle）8086CPU執行一條指令所需要的時間稱為指令周期一個指令周期由一個或若干個總線周期組成，不同指令的指令周期不等長，最短為一個總線周期，長的指令周期，如乘法指令周期，長達124個時鐘周期。8086CPU必須在時鐘信號CLK控制下工作，一個時鐘脈沖的時間長度稱為一個時鐘周期，時鐘信號的周期也稱為狀態周期T，它是微處理器的最小時間單元。時鐘周期(ClockCycle)8086的主要總線操作系統復位啟動操作總線讀/寫操作總線保持操作或總線請求/允許操作中斷響應操作暫停操作空操作CPU的操作時序是指CPU在操作進行過程中各個環節在時間上的先后順序。至少包含傳送地址和傳送數據兩個過程。T1——CPU輸出地址；T2～T4——數據傳送。時序圖：描述某一操作過程中，芯片/總線上有關引腳信號隨時間發生變化的關系圖。一個總線周期復位操作條件：檢測到RESET引腳上為上升沿。復位邏輯電路：用CLK來與外部RESET同步，內部RESET信號要在時鐘的上升沿到來時才有效。

①外部RESET變為高電平②CLK上升沿，內部RESET有效③總線復位④總線懸浮，直到復位結束復位時總線狀態地址線為高阻態，直到RESET變為低電平，開始從FFFF0H單元取指令；ALE、HLDA為低電平（無效）；其它控制信號先變成高電平，然后呈高阻態。一個總線周期T1T3T2T4CLKA19/S6～A16/S3BHE/S7AD15～AD0ALEM/IORDDT/RDEN地址，BHE狀態輸出地址輸出數據輸入低電平讀IO，高電平讀存儲器1.總線讀操作最小模式下的總線時序一個總線周期T1T3T2T4CLKA19/S6～A16/S3BHE/S7AD15～AD0ALEM/IOWRDT/RDEN地址，BHE狀態輸出地址輸出低電平寫IO，高電平寫存儲器數據輸出2.總線寫操作一個總線周期T1T3T2T4CLKAD15～AD0A19/S6～A16/S3BHE/S7ALEDT/RDENS7～S3地址輸出數據輸入MRDC/IORCS2～S0S2～S0S2～S0無效BHEA19～A16最大模式讀時序一個總線周期T1T3T2T4CLKAD15～AD0A19/S6～A16/S3BHE/S7ALEDENS7～S3地址輸出數據輸出MWTC/IOWCS2～S0S2～S0S2～S0無效BHEA19～A16AMWC/AIOWC最大模式寫時序2.680X86CPU介紹（1）80386微處理器擁有32位數據總線和32位地址總線，可直接尋址4GB物理存儲空間，具有虛擬存儲能力，虛擬存儲空間達64TB。存儲器采用分段結構80386微處理1、80386的主要特點（2）系統采用流水線和指令重疊技術、虛擬存儲技術、片內存儲器管理技術、存儲器管理分段、分頁保護技術等，系統實現了多用戶多任務操作（3）提供32位的指令，可支持8位、16位、32位的數據類型，具有8個通用的32位寄存器（4）首次在芯片內使用Cache，以使內存速度能更好地與運算器的速度相匹配，從而大大提高指令的執行速度和工作效率（5）提供32位外部總線接口，最大數據傳輸速率為32Mbps。系統可同高速的DRAM芯片接口，支持動態總線寬度控制，能動態地切換32位/16位數據總線（6）具有片內集成的存儲器管理部件MMU，可支持虛擬存儲和特權保