8086微处理器结构 1.80X86微处理器系列概况 (1)从8080/8085到8086 *8086是16微处理器，内部及对外有16位数 据通路，8080/8085只有8位。 *8086寻址空间1MB,8080/8085为64KB *8086有一个初级流水线结构，内部操作与 对外操作具有并行性，8085没有。 *8086的出现是计算机技术上的一个很大 的进步
8086微处理器结构 1.80X86微处理器系列概况 （1）从8080/8085到8086 ﹡8086是16微处理器，内部及对外有16位数 据通路，8080/8085只有8位。 ﹡8086寻址空间1MB,8080/8085为64KB。 ﹡8086有一个初级流水线结构，内部操作与 对外操作具有并行性，8085没有。 ﹡8086的出现是计算机技术上的一个很大 的进步
(2)从8086到8088 *8088内部结构与8086相同，是准16位微处 理器，对外数据总线是8位的。 *8088与已有的8位外围芯片容易配合使用。 *8088价格低，适合当时的微计算机使用。 (3)8088获得成功 *IBM公司选择8088作为处理器设计个人计算 机，大获成功，Intel微处理器成为主流产品
（2）从8086到8088 ﹡8088内部结构与8086相同，是准16位微处 理器，对外数据总线是8位的。 ﹡8088与已有的8位外围芯片容易配合使用。 ﹡8088价格低，适合当时的微计算机使用。 （3）8088获得成功 ﹡IBM公司选择8088作为处理器设计个人计算 机，大获成功，Intel微处理器成为主流产品
(4)80286、80386及80486微处理器 *80286:16位结构，16MB寻址空间，支持保 护方式，可执行多任务，速度比8086快。 *80386:32位结构，4GB寻址空间，支持保 护方式，可执行多任务，性能大大优于16位 结构。 *80486:32位结构，比80386有很大改进， 片内FPU,片内Cache,速度比80386块很多
（4）80286、80386及80486微处理器 ﹡80286：16位结构，16MB寻址空间，支持保 护方式，可执行多任务，速度比8086快。 ﹡80386：32位结构，4GB寻址空间，支持保 护方式，可执行多任务，性能大大优于16位 结构。 ﹡80486： 32位结构，比80386有很大改进， 片内FPU,片内Cache，速度比80386块很多
2.8086微处理器逻辑框图：从功能上分为EU与 BU两部分： *执行部件(EU):由ALU、通用寄存器组、状 态寄存器及操作控制器电路组成。 火总线接口部件(BU):由专用寄存器、指令队 列缓冲器、地址加法器等功能部件组成。形成 对外总线，与存储器、1/0接口电路进行数据 传输。 *EU与BIU的流水线操作：EU与BU可独 立工作，BIU在保证EU与片外传送操作数前提 下，可进行指令预取，与EU可重叠操作
2.8086微处理器逻辑框图：从功能上分为EU与 BIU两部分： ﹡执行部件（EU):由ALU、通用寄存器组、状 态寄存器及操作控制器电路组成。 ﹡总线接口部件(BIU):由专用寄存器、指令队 列缓冲器、地址加法器等功能部件组成。形成 对外总线，与存储器、I/O接口电路进行数据 传输。 ﹡EU 与 BIU的流水线操作： EU 与 BIU可独 立工作，BIU在保证EU与片外传送操作数前提 下，可进行指令预取，与EU可重叠操作
AH AL 通 BH BL CH CL DH DL + SP (Stack pointer) 器 BP(Base pointer） CS(Code Segment) DS(Data Segment) DI(Destination Index) SS(Stack Segment)】 SI (Source Index) ES(Extra Segment) IP(Instruction 86总 ointer) 总线控制逻辑 内部通信寄存器。 ALU总线 16 存器 ED控制系统 指令寄存 总线接口单元 (BIU)
A H A L B H B L C H C L D H D L S P B P D I S I (S tack po inte r) (B ase poi nter ) (D esti nati on Inde x) (S ourc e I ndex ) A X B X C X D X 通 用 寄 存 器 1 6 暂存寄存器 AL U 标 志 E U 控 制 系 统 指 令 寄 存 器 执行单元 ( EU ) AL U总线 Q总线 8 0 8 线 6 总 1 6 C S D S S S E S I P (C ode Seg ment ) (D ata Seg ment ) (S tack Se gmen t) (E xtra Se gmen t) (I nstr ucti on Poin ter) 内部通信寄存器 总 线 控 制 逻 辑 8 1 2 3 4 5 6 总线接口单元 (B IU)
3.BIU与EU的重叠操作（初级流水线结构） *8080/8085受结构限制，取指令和执行指令 串行进行，操作无重叠（无并行性）。 大8086由EU与BIU两个独立的功能部件组成， 它们的操作有并行性。 大EU与 BIU的流水线操作：EU与BIU可独 立工作，BIU在保证EU与片外传送操作数前提 下，可进行指令预取，与U可重叠操作。 *8086指令队列出现2个空字节，且EU未占总 线，BU自动取指令填充队列
3.BIU与EU的重叠操作（初级流水线结构） ﹡8080/8085受结构限制，取指令和执行指令 串行进行，操作无重叠（无并行性）。 ﹡8086由EU与BIU两个独立的功能部件组成， 它们的操作有并行性。 ﹡ EU 与 BIU的流水线操作： EU 与 BIU可独 立工作，BIU在保证EU与片外传送操作数前提 下，可进行指令预取，与EU可重叠操作。 ﹡8086指令队列出现2个空字节，且EU未占总 线，BIU自动取指令填充队列
非流水线操作 取指令1 执行指令1 取指令2 执行指令2 8085 流水线操作 取指令1 执行指令1 8086 取指令2 执行指令2 取指令3 执行指令3 t 3 在t0t4时间间隔中，8085执行了2条指令。 在t0~t4时间间隔中，理想情况下，8086可执行3条指令
取指令1 执行指令1 取指令2 执行指令2 取指令1 执行指令1 取指令2 执行指令2 取指令3 执行指令3 t0 t1 t2 t3 t4 t 非流水线操作 8085 流水线操作 8086 在t0～t4时间间隔中，8085执行了2条指令。 在t0～t4时间间隔中，理想情况下 ，8086可执行3条指令
8080-8085M I1 I2 I2 I3 CPU EXECUTE FETCH EXECUTE 即 A BUS BUSY BUSY BUSY BUSU 8086 的 I1 12 EU 起CUTE 13 I4 13 R FETCH READ C BUSY BUSY BUSY BUSY BUSY BUSY 8086内部操作的并行性
808 0-80 85MP CPU BUS 808 6 MP E U BIU BUS EXE CUTE WRI TE FET CH EXE CUTE FET CH REA D EXE CUTE BUS Y BUS Y BUS Y BUS U EXE CUTE BUS Y BUS Y BUS Y FET CH BUS Y FET CH BUS Y I 1 I 1 I 2 I 2 I 3 I 3 I 3 EXE CUTE I 1 EXE CUTE EXE CUTE I 2 I 3 FET CH I 2 FET CH I 3 WRI TE I 1 I 4 REA D I 3 I 5 BUS Y 8086 内部操作的并行性
4.8086微处理器引脚（线）说明 *8086/8088微处理器采用40条引线双列直插 DIP)封装。 *8086/8088微处理器引线是对外前端总线及 专用信号引线。 *8086/8088微处理器引线，在逻辑上可分为3 类：地址总线信号、数据总线信号、控制总线 信号。还有一些专用信号：电源、地、时钟。 *8086/8088采用引线分时复用技术，一条引 线不同时间代表不同信号，解决引线不够问题
4. 8086微处理器引脚（线）说明 ﹡8086/8088微处理器采用40条引线双列直插 (DIP)封装。 ﹡ 8086/8088微处理器引线是对外前端总线及 专用信号引线。 ﹡ 8086/8088微处理器引线，在逻辑上可分为3 类：地址总线信号、数据总线信号、控制总线 信号。还有一些专用信号：电源、地、时钟。 ﹡ 8086/8088采用引线分时复用技术，一条引 线不同时间代表不同信号,解决引线不够问题
GND 40 Vcc AD14 Addr./Data AD13 38bA16/S3 AD12 A17/S4 Addr./control AD11 36A18/S5 AD10 6 35pA19/S6 AD9 7 34丽E/7 intel 8 33 MN/MX Addr./Data 0, 8086 32 RD 01 CPU 31HOLD(RQ/GTO 30HLDA(RQ/GT1 213 29WR (LOCK) 28 3M /TO (S2) control 415 27DT/R(S1) 26 DEN(SB) 25 ALE(QSO) 24INTA(QS1) INTR 23力TEsT Control CLK d 19 22 READY GND d20 21 RESET 8086引线说明
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 36 3 7 3 8 3 9 GND 4 0 AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND Addr./Data Control intel 8086 CPU Vcc AD15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 BHE/S7 MN/MX R D HOLD(RQ/GTO) HLDA(RQ/GT1) W R (LOCK) M /IO (S2) DT/R(S1) DEN(Sn) ALE(QS0) INTA(QS1) TEST READY RESET Addr./Data Addr./control control 8086引线说明