8086 CPU內(nèi)部結構之總線接口部件BIU
出處:又將如何存在 發(fā)布于:2018-11-28 15:03:59
主要功能:20位地址加法器產(chǎn)生20位地址加法器產(chǎn)生20位的物理地址、預取指令并存入先進先出的指令隊列緩沖器中、從內(nèi)存和I/O接口讀/寫操作數(shù)、發(fā)出各種總線控制信號等。
組成部件:
1)4個16位段寄存器
數(shù)據(jù)段寄存器(Data Segment,DS)
代碼段寄存器(Code Segment,CS)
附加段寄存器(Extra Segment,ES)
堆棧段寄存器(Stack Segment,SS)
2)16位指令指針I(yè)P(Instruction Pointer):專用于存放下一條將要執(zhí)行的指令的偏移地址。
3)20位地址加法器:它能夠?qū)⑦壿嫷刂纷儞Q成讀/寫存儲器所需要的20位物理地址的加法操作。
4)6字節(jié)指令隊列緩沖器,用于預存放6字節(jié)的指令代碼。
5)總線控制電路,用于控制總線的開放、關閉及信號的傳送方向。
工作過程:
首先,代碼段寄存器CS中的16位段基地址左移4位,并且低4位補4個0,加上16位指令地址IP的值,產(chǎn)生20位物理地址(實際地址),這在20位地址加法器內(nèi)完成,將20位物理地址存入地址寄存器,并由地址寄存器輸出端連接到CPU的地址總線,然后,通過總線控制邏輯發(fā)出存儲器讀信號,從20位物理地址指定的存儲單元中取出指令,送到指令緩沖隊列中等待執(zhí)行。
一般情況下,COU從內(nèi)存取出指令并填滿6字節(jié)指令隊列緩沖器后,EU可從指令隊列中取出指令執(zhí)行。EU從指令隊列輸出端取出指令后,BIU則自動調(diào)整指令隊列輸出端的指針。當指令隊列中有2個或2個以上的字節(jié)空出時,BIU將從內(nèi)存按代碼的順序自動取出后續(xù)的代碼填入指令隊列中。當指令隊列已裝滿,EU沒有向BIU申請讀/寫存儲器及I/O端口的操作數(shù)時,則BIU不會執(zhí)行任何總線操作,處于一種空閑狀態(tài)。
EU從指令隊列取出指令并譯碼后,如果需要從存儲器或I/O端口讀/寫操作數(shù)時,EU便向BIU傳遞偏移地址,BIU只要收到EU送來的偏移地址,就將通過地址加法器將現(xiàn)行數(shù)據(jù)段及送來的偏移地址組成20位的物理地址,根據(jù)得到的20位物理地址,通過執(zhí)行存儲器的讀/寫總線周期來完成對存儲器的讀/寫操作,或者通過執(zhí)行I/O端口的讀/寫總線周期來完成度/寫I/O接口的操作。
指令指針寄存器IP有自動加1的功能,它指向下一條指令在當前代碼段內(nèi)的偏移地址。當EU執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令時,總線接口部件BIU則清除指令隊列,根據(jù)轉(zhuǎn)移指令的新地址取出指令代碼,立即送給EU執(zhí)行,并且從后繼指令序列中取指令,依次填滿指令隊列。
8086CPU內(nèi)部結構圖:
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