-
Программная модель микропроцессора.
Рис. 4. Программная модель процессора.
- блок исполнения (EU:Execution Unit); - блок интерфейса шин (BIU:Bus Interface Unit). - interface - это совокупность средств, обеспечивающих сопряжение устройств и программных модулей как на физическом, так и на логическом уровнях). В состав EU входят: арифметическо-логическое устройство ALU, устройство управления CU и десять регистров. Устройства блока EU обеспечивают обработку команд, выполнение арифметических и логических операций. Три части блока BIU - устройство управления шинами, блок очереди команд и регистры сегментов – предназначены для выполнения следующих функций: - управление обменом данными с EU, памятью и внешними устройствами ввода/вывода; - адресация памяти; - выборка команд (осуществляется с помощью блока очереди команд Queue, который позволяет выбирать команды с упреждением). С точки зрения программиста, процессор 8086 состоит из 8 регистров общего назначения, 4 сегментных регистров, регистра адреса команд (счетчика команд) и регистра флагов. Процессор выставляет на шину адреса адрес выбираемых из памяти команд (или данных), которые поступают в шестибайтный буфер (очередь команд), а затем исполняются.
Помимо ячеек оперативной памяти для хранения данных (правда, кратковременного) можно использовать и регистры - ячейки, расположенные в центральном процессоре и доступные из машинных программ. Доступ к регистрам осуществляется намного быстрее, чем к ячейкам памяти, поэтому использование регистров заметно уменьшает время выполнения программ.
Регистр – быстродействующее запоминающее устройство, реализованное на электронных компонентах.
Все регистры имеют размер слова (16 разрядов), за каждым из них закреплено определенное имя. По назначению и способу использования регистры можно разбить на следующие группы:
-
регистры общего назначения (AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, SP);
-
сегментные регистры (CS, DS, SS, ES);
-
указатель команд (IP);
-
регистр флагов (Flags).
|
|
Приведем расшифровку названий регистров: AX accumulator, аккумулятор; BX base, база; CX counter, счетчик; DX data, данные; (буква X - от слова eXtended, расширенный: в процессоре 8080 были байтовые регистры A, B, C и D, но затем их расширили до размера слова) SI source index, индекс источника; DI destination index, индекс приемника; BP base pointer, указатель базы; SP stack pointer, указатель стека; IP instruction pointer, указатель команд; SS stack segment, сегмент стека; DS data segment, сегмент данных; CS code segment, сегмент команд; ES extra segment, дополнительный сегмент. |
-
Таблица распределения памяти и портов ввода/вывода.
|
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПАМЯТИ |
||
|
Адрес Н-код |
Бинарный код |
Содержимое 2х8 бит |
|
00000 |
00000000 00000000 |
ПЗУ 2048 байт (2х1024 байт). |
|
00001 |
00000000 00000001 |
|
|
00002 |
00000000 00000010 |
|
|
…………. |
…………… …………... |
|
|
…………. |
…………… …………... |
|
|
00FFF |
00001111 11111111 |
|
|
01000 |
00010000 00000000 |
ОЗУ 512 байт (2х256 байт). |
|
01001 |
00010000 00000001 |
|
|
01002 |
00010000 00000010 |
|
|
…………. |
…………… …………... |
|
|
…………. |
…………… …………... |
|
|
01FFF |
00011111 11111111 |
|
|
Порты ввода/вывода |
|||||||||
|
Адрес Н-код |
Бинарный код |
Содержимое 8 бит. |
|||||||
|
00000 |
00000000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00001 |
00000001 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
………. |
……….. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
………. |
……….. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00008 |
00001000 |
Порт вывода ВА |
|||||||
|
00009 |
00001001 |
Порт вывода ВВ |
|||||||
|
0000A |
00001010 |
Порт ввода ВС |
|||||||
|
………. |
……….. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
………. |
……….. |
|
|
|
|
|
|
|
|