АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Архитектура микропроцессора Intel 8086

Читайте также:
  1. Children with exceptional intellectual abilities
  2. Economic Intelligence Unit Survey, Financial Times, October 25, 2004. Благодарю
  3. Intellectual craftsmanship
  4. Intelligent
  5. Intelligent user interfaces
  6. The Intellectual and Social Life of New England
  7. Www.intel.ru/jobs
  8. Археология, экология, история и архитектура
  9. Архитектура
  10. Архитектура IPSec
  11. Архитектура North/South Bridge
  12. Архитектура Древней Греции. Архаический период( 7-6вв до н.э.).

Абрамов А.Д.

А 16 Исследование процессов ввода/вывода информации и системы команд микропроцессоров семейства Intel 80×i86: учеб.-метод. пособие / А.Д.Абрамов, В.Н. Ворожейкин.- Самара: Самар. гос.техн. ун-т, 2013.-..с.:ил.

Исследуются способы адресации данных и методы, выполняющие tпередачи этих данных между регистрами процессора, оперативной памятью и устройствами ввода/вывода – клавиатурой и монитором, а также арифметические и логические операции.

Методические указания рассчитаны на студентов специальности 090900, 210400 и других родственных специальностей.

 

.

 

 

УДК 681.32

А 16

 

Рецензенты:

 

© А.Д. Абрамов, В.Н. Ворожейкин, 2013

© Самарский государственный

технический университет, 2013

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современная техника представляет собой сложные технические системы,

реализованные на базе микроэлектроники и средств вычислительной техники. Вычислительные средства являются важнейшей составной частью современной радиоэлектронной аппаратуры. Широкий спектр применения вычислительных средств для процессов обработки информации и управления различными техническими устройствами и технологическими процессами определяется появлением у конструкторов и программистов доступных по цене и миниатюрных по размерам микропроцессоров.

Появление в 1971 г. первого четырёхразрядного микропроцессора было настолько стремительно, что он опередил появление в 1972 г. нового технического термина «микропроцессор». Влияние нового устройства на технические системы можно сравнивать лишь с транзисторами, которые своим появлением открыли новую техническую эру. По мнению ведущих экспертов, микропроцессоры (МП) и программируемые логические интегральные микросхемы (ПЛИС) будут определять передовые направления развития радиоэлектронной аппаратуры на ближайшие десятилетия.

Микропроцессор – это программно управляемая сверхбольшая интегральная схема (СБИС), предназначенная для обработки цифровой информации. Обладая размерами 4×4×0,2мм, а в перспективе и меньшими, кристалл МП (ЧИП) содержит сотни тысяч транзисторов и выполняет функции, свойственные важнейшему узлу ЭВМ – процессору.

Микропроцессоры революционизировали вычислительную технику в том отношении, что она стала более дешёвой, массовой и надёжной, её применение оказывается эффективным практически во всех областях народного хозяйства.

Создателем первого микропроцессора является американский инженер

Т. Хофф, который переподчинил функции, выполняемые несколькими специализированными микросхемами в проектируемом калькуляторе, универсальному процессору. Использование программного обеспечения вместо традиционной электронной логики позволило значительно сократить общее количество транзисторов и вывело на путь создания универсального устройства – центрального процессора. Идея оказалась очень удачной, и в 1971 г. фирма «Интел» выпустила на рынок первую партию интегрального микропроцессора 4004. Хотя конструкция МП 4004 с позиции сегодняшнего дня представляется очень простой, его значение для будущей техники оказалось огромным. Фактически с появлением первого микропроцессора началась новая эра в создании различных радиоэлектронных систем различного назначения.

За 30 лет своего развития основные параметры микропроцессоров значительно изменились. Усилия разработчиков МП были сосредоточены на повышении быстродействия, разрядности арифметико-логических устройств (АЛУ) и совершенствования архитектуры МП.

ЦЕЛЬ РАБОТ

Целью данных лабораторных работ является изучение процессов ввода/вывода информации в (из) память ЭВМ с использованием стандартных устройств (клавиатуры и экрана монитора), а также исследование системы команд микропроцессоров семейства Intel 80×i86 и Pentium и разработка программ на языке ASSEMBLER.

 

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Архитектура микропроцессора Intel 8086.

На основе n-МОП технологии с кремниевыми затворами фирмой Intel был создан однокристальный 16-разрядный МП 8086 (отечественный аналог - МП КМ1810ВМ86). Производительность этого микропроцессора при тактовой частоте 5 МГц составляет 2,5 миллиона операций типа регистр-регистр в секунду. В дальнейшем будем называть его ВМ86. Отметим, что архитектура этого микропроцессора легла в основу разработки последующих поколений микропроцессоров, выпускаемых фирмами Intel, AMD и т. д. Поэтому изучение микропроцессорных средств персональных ЭВМ, а также основ разработки программ для них на языке ASSEMBLER, целесообразно начинать с изучения архитектуры ВМ86, системы его команд и способов адресации. Важно отметить, что программы написанные под эту архитектуру, прекрасно работают и на современных персональных ЭВМ, использующих микропроцессоры отмеченных выше фирм.

Архитектура ВМ86 имеет следующие особенности: выполнение аппаратными средствами арифметических операций над 8 и 16-разрядными двоичными числами со знаком и без знака, десятичными двоично-кодированными числами, логические операции над цепочками данных, расширенные возможности работы с отдельными разрядами слов; наличие 16-разрядного АЛУ с аппаратной реализацией умножения и деления; регистровая структура; практически неограниченное число уровней векторногопрерывания; сегментная адресация, позволяющая прямо адресовать одно-мегабайтовую память, производить динамическое перемещение программ; использование одного уровня напряжения питания 5В. На рис.1 представлена архитектура центрального процессора ВМ86.

Регистры управления и рабочие регистры разделены на три группы в соответствии с выполняемыми ими функциями. Имеются группа регистров данных, указательная группа и сегментная группа. Все регистры имеют длину 16 бит. Регистром команд служит 6- байтная очередь. В группу регистров данных входят регистры АХ, ВХ, СХ и DX. Они предназначены для хранения операндов и результатов операций и допускают адресацию не только целых регистров, но и их младшей L и старшей Н половин.

 

 

Рис. 1. Архитектура центрального процессора ВМ86.

 

Регистры ВХ, СХ и DX кроме арифметических функций имеют и специальные назначения: ВХ служит базовым регистром в вычислениях адреса, СХ в некоторых командах выступает неявным счетчиком, DX в некоторых операциях ввода-вывода содержит адрес порта ввода-вывода.

Указательная и индексная группы представлены регистрами IP, SP, BP, SI и DI. Указатель команды IP и регистр SP фактически являются программным счетчиком и указателем стека. Однако полные адреса команды и стека образуются суммированием содержимого этих регистров и регистров CS и SS. Регистр ВР является базовым при обращении к стеку. Регистры SI и DI предназначены для индексирования. Хотя их можно использовать сами по себе, они часто используются в комбинации с регистрами ВХ, ВР и (или) смещением. Любой из указателей, кроме IP, может хранить 16- разрядный операнд.

Регистр признаков - Flag (F), приведенный на рис. 2, имеет 16 разрядов.

 

Рис.2. Формат регистра флагов

 

В регистре признаков формируются:

а) признаки результата: переполнение OF (операции с целыми числами); знака результата SF; нуля ZF; вспомогательного переноса AF (перенос из третьего или заем из четвертого разряда); четности PF (четное число единиц в младшем байте результата); переноса CF (перенос из старшего или заем в старший разряд результата;

б) признаки управления: пошагового режима TF (управление пошаговыми прерываниями); разрешения прерывания IF (разрешение или запрещение направления DF (указывает направление обработки цепочки данных, начиная с элемента с наименьшим адресом при DF= 0 или с наибольшим адресом при DF = 1)), где:

OF - флажок переполнения;

DF - флажок направления сканирования;

IF - флажок разрешения прерывания;

TF - флажок пошагового режима;

SF - флажок знака;

ZF - флажок нуля;

AF - флажок вспомогательного переноса;

PF - флажок четности;

CF - флажок переноса.

Память имеет байтовую организацию - двухбайтовое слово размещается в смежных ячейках, причем старший байт занимает ячейку с большим номером. Адресом слова служит адрес младшего байта. Рекомендуется, для повышения скорости обработки данных, размещать слова по четным адресам.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)