Тема: Архитектура микропроцессора i8086/i80386

В данной лекции рассматриваются: функциональная схема ПК, Процессор i86, регистры этого процессора, Процессор i386, регистры этого процессора.

§1. В данном параграфе рассматривается процессор i8086, в состав которого входят – регистры общего назначения AX, BX,CX,DX – 16 разрядные регистры. В случае этих регистров, обращения можно производить не только к самим регистрам, но и к старшей и к младшей частям этих регистров:AX (AH,AL), BX(BH,BL), СX(CH,CL), DX (DH,DL).

Данные регистры предназначены для хранения операндов и результатов операций, но имеют и некоторую специализацию. Регистр AX – основной сумматор, например операции умножения и деления предполагаю использования регистра AX.Регистр BX является базовым регистром, используется в качестве индексного регистра. Регистр CX используется в качестве счетчика при выполнении некоторых команд. Регистр DX – регистр данных. Этот регистр используется для некоторых операций ввода­вывода и в случае операций умножения и деления над большими числами используется в паре с регистром AX.

Для адресации используются 16 –разрядные сегментные регистры CS, SS, DS, ES. В данных регистрах записывается сегментная часть адреса.

CS – начальный адрес сегмента кода, SS­ начальный адрес сегмента стека, DS ­ начальный адрес сегмента данных, ES ­ начальный адрес дополнительного сегмента данных.

Регистры SP и BP используются в качестве второй части адреса –смещения.

Эти регистры задают смещения от начала сегмента стека. SP – задает смещение вершины стека. BP – позволяет обращаться к данным внутри стека.

Регистр IP – задает смещение относительно начала сегмента кода. Это адрес команды, которая должна быть выполнена.

Регистр флагов:

Как видно из этой таблицы регистр ­16­разрядный регистр. Из 16­ти разрядов используются только 9. Флаги DF, IF, TF – флаги управления. Состояние этих флагов может изменено программным путем.

Остальные флаги изменяют свое значение при выполнении какой либо операции: OF устанавливается, если произошло переполнение, SF=1, если знак результата операции ­отрицательный. ZF=1, если результат операции равен 0. PF=1, если младшие 8 бит результата содержат четное число 1.

СF=1, если произошел перенос или заем из старшего бита. AF=1, произошел перенос или заем из 3 бита.

§2. В данном параграфе рассматривается (кратко) архитектура процессора i386, какие отличия от процессора i86.

Данный процессор имеет 32х разрядную архитектуру. Для программной совместимости с i86 все регистры этого процессора сохранены только являются младшим словом в 32х разрядных регистров. Название 32х разрядных регистров: EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESP, EIP, EDI, ESI.

Регистры CS, SS, DS,ES – 16 – разрядные и еще добавились 16 разрядные регистры данных FS и GS. Организация сегментных регистров следующая: 16 разрядные селекторы и 64 –разрядные описатели (дескрипторы).

Регистр флагов стал 32 разрядным (EFLAGS). Младшее слово этого регистра (FLAGS) это флаги процессора i80286 = флаги процессора i8086+ флаги NT (флаг вложенности задач. 14 бит), флаг IOPL (флаг уровня привилегий ввода­вывода 12 и 13 биты. 4 уровня 0,1,2,3). Старшее слово регистра flags это флаги процессоров начиная с i386. Помимо вышеуказанных регистров, появляются системные регистры

TR,LDTR, GDTR, IDTR. Регистры TR (регистр задач) и регистр LDTR (регистр локальных дескрипторных таблиц) имеют структуру селектор (16 разрядов) и описатель дескриптор (64 разряда), регистры GDTR(регистр глобальной дескрипторной таблицы) и IDTR (регистр дескрипторной таблицы прерываний). Эти регистры 48 разрядные. Также следует отметить и появление управляющих регистров CR0, CR2,CR3 и CR4 (CR1 не используется и зарезервирован фирмой intel)

Эти регистры 32 разрядные и содержат биты управления для всех задач.

В частности MSW процессора i286 это младшее слово регистра CR0

Слово состояния машины MSW содержит флаги (дополнительные биты состояний).

Следует отметить, что многие изменения и добавления в процессоре i386 тем, что этот процессор должен был поддерживать несколько режимов работы:

1). Реальный режим (R) – режим работы i86

2). Защищенный режим работы процессора i286 (P16).

3). Защищенный режим работы 32 разрядных процессоров (P32).

4). Виртуальный режим МП 8086 внутри защищенных режимов P32

5). Особый режим системного управления (SMM). При этом режиме процессор переходит в изолированное от других режимов адресное пространство в служебных и отладочных целях.

Поиск по сайту: