8086cpu結(jié)構(gòu)圖

　　8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖分享

　　如圖，8086CPU從功能上劃分成兩部分：總線接口單元BIU（BusInterfaceUnit）和執(zhí)行單元EU（ExecutionUnit）。

　　EU的組成部分：16位通用寄存器組（AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI）、算術(shù)邏輯單元（ALU）、標(biāo)志寄存器（FLAG）、操作控制器電路。

　　BIU的組成部分：段寄存器組（CS，DS，SS，ES）、指令指針（IP）、地址加法器、指令隊(duì)列緩沖器、總線接口控制邏輯。

　　執(zhí)行單元的功能：

　　指令譯碼

　　指令執(zhí)行————————-在ALU中完成

　　暫存中間運(yùn)算結(jié)果—————-通用寄存器

　　保存運(yùn)算結(jié)果特征—————-標(biāo)志寄存器flags

　　總線接口單元的功能：

　　從內(nèi)存中取指令到指令預(yù)取隊(duì)列

　　負(fù)責(zé)與內(nèi)存或輸入/輸出接口之間的數(shù)據(jù)傳送

　　在執(zhí)行轉(zhuǎn)移程序時(shí)，BIU使指令預(yù)取隊(duì)列復(fù)位，從指定的新地址取指令，并立即傳給執(zhí)行單元執(zhí)行。

　　8086工作原理圖

　　8086CPU的兩種工作模式

　　為了適應(yīng)各種使用場(chǎng)合，在設(shè)計(jì)8086CPU芯片時(shí)，就考慮了其應(yīng)能夠使它工作在兩種模式下，即最小模式與最大模式。

　　所謂最小模式，就是系統(tǒng)中只有一個(gè)8086微處理器，在這種情況下，所有的總線控制信號(hào)，都是直接由8086CPU產(chǎn)生的，系統(tǒng)中的總線控制邏輯電路被減到最少，該模式適用于規(guī)模較小的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

　　最大模式是相對(duì)于最小模式而言的，最大模式用在中、大規(guī)模的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，在

　　最大模式下，系統(tǒng)中至少包含兩個(gè)微處理器，其中一個(gè)為主處理器，即8086/8086CPU，其它的微處理器稱之為協(xié)處理器，它們是協(xié)助主處理器工作的。

　　與8086CPU配合工作的協(xié)處理器有兩類，一類是數(shù)值協(xié)處理器8087另一類是輸入/輸出協(xié)處理器8089。

　　8087是一種專用于數(shù)值運(yùn)算的協(xié)處理器，它能實(shí)現(xiàn)多種類型的數(shù)值運(yùn)算，如高精度的整型和浮點(diǎn)型數(shù)值運(yùn)算，超越函數(shù)（三角函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)）的計(jì)算等，這些運(yùn)算若用軟件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，將耗費(fèi)大量的機(jī)器時(shí)間。換句話說(shuō)，引入了8087協(xié)處理器，就是把軟件功能硬件化，可以大大提高主處理器的運(yùn)行速度。

　　8089協(xié)處理器，在原理上有點(diǎn)象帶有兩個(gè)DMA通道的處理器，它有一套專門用于輸入/輸出操作的指令系統(tǒng)，但是8089又和DMA控制器不同，它可以直接為輸入/輸出設(shè)備服務(wù)，使主處理器不再承擔(dān)這類工作。所以，在系統(tǒng)中增加8089協(xié)處理器之后，會(huì)明顯提高主處理器的效率，尤其是在輸入/輸出操作比較頻繁的系統(tǒng)中。

　　8086的存儲(chǔ)器組織

　　1.存儲(chǔ)容量

　　8086有20根地址總線，因此，它可以直接尋址的存儲(chǔ)器單元數(shù)為220=1Mbyte

　　2.物理地址

　　8086可直接尋址1Mbyte的存儲(chǔ)空間，其地址區(qū)域?yàn)?0000H—FFFFFH，與存儲(chǔ)單元一一對(duì)應(yīng)的20位地址，我們稱之為存儲(chǔ)單元的物理地址。

　　3.存儲(chǔ)器的分段及段地址

　　由于CPU內(nèi)部的寄存器都是16位的，為了能夠提供20位的物理地址，系統(tǒng)中采用了存儲(chǔ)器分段的方法。規(guī)定存儲(chǔ)器的一個(gè)段為64KB，由段寄存器來(lái)確定存儲(chǔ)單元的段地址，由指令提供該單元相對(duì)于相應(yīng)段起始地址的16位偏移量。

　　這樣，系統(tǒng)的整個(gè)存儲(chǔ)空間可分為16個(gè)互不重疊的邏輯段，如圖2-3所示。存儲(chǔ)器的每個(gè)段的容量為64KB，并允許在整個(gè)存儲(chǔ)空間內(nèi)浮動(dòng)，即段與段之間可以部分重疊、完全重疊、連續(xù)排列，非常靈活，如圖2-4所示。

　　4.偏移地址

　　偏移地址是某存儲(chǔ)單元相對(duì)其所在段起始位臵的偏移字節(jié)數(shù)，或簡(jiǎn)稱偏移量。它是一個(gè)16位的地址，根據(jù)指令的不同，它可以來(lái)自于CPU中不同的16位寄存器（IP、SP、BP、SI、DI、BX等）。

　　5.物理地址的形成

　　物理地址是由段地址與偏移地址共同決定的，段地址來(lái)自于段寄存器（CS、DS、ES、SS），是十六位地址，由段地址及偏移地址計(jì)算物理地址的表達(dá)式如下：

　　物理地址=段地址×16+偏移地址

　　例如：系統(tǒng)啟動(dòng)后，指令的物理地址由CS的內(nèi)容與IP的內(nèi)容共同決定，由于系統(tǒng)啟動(dòng)的CS=0FFFFH，IP=0000H，所以初始指令的物理地址為0FFFF0H，我們可以在0FFFF0H單元開(kāi)始的幾個(gè)單元中，固化一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的代碼，即轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)初始化程序部分。

　　6.存儲(chǔ)器分段組織帶來(lái)存儲(chǔ)器管理的新特點(diǎn)

　　首先，在程序代碼量、數(shù)據(jù)量不是太大的情況下，可使它們處于同一段內(nèi)，即使它們?cè)?4Kbyte的范圍內(nèi)，這樣可以減少指令的長(zhǎng)度，提高指令運(yùn)行的速度；

　　其次，內(nèi)存分段為程序的浮動(dòng)分配創(chuàng)造了條件；

　　第三，物理地址與形式地址并不是一一對(duì)應(yīng)的，舉例：6832H：1280H，物理地址為695A0H。

　　第四，各個(gè)分段之間可以重疊

　　7.特殊的內(nèi)存區(qū)域

　　8088/8086系統(tǒng)中，有些內(nèi)存區(qū)域的作用是固定的，用戶不能隨便使用，如：中斷矢量區(qū)：00000H—003FFH共1K字節(jié)，用以存放256種中斷類型的中斷矢量，每個(gè)中斷矢量占用4個(gè)字節(jié)，共256×4=1024=1K

　　顯示緩沖區(qū)：B0000H—B0F9FH約4000（25×80×2）字節(jié)，是單色顯示器的顯示緩沖區(qū)，存放文本方式下，所顯示字符的ASCII碼及屬性碼；B8000H—BBF3FH約16K字節(jié)，是彩色顯示器的顯示緩沖區(qū)，存放圖形方式下，屏幕顯示象素的代碼。

　　啟動(dòng)區(qū)：FFFF0H—FFFFFH共16個(gè)單元，用以存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的代碼，轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)的初始化部分。