8086介绍

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内部结构

执行部件EU（Execution Unit）

总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）

工作流程

从BIU的指令队列缓冲器中取得指令，译码，根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令，完成执行指令的功能。若执行指令需要访问存储器或I/O端口，则EU将操作数的偏移地址送给BIU，由BIU取得操作数送给EU。

由段寄存器与IP形成20位物理地址送地址总线，由总线控制电路发出存储器“读”信号，按给定的地址从存储器中取出指令，送到指令队列中等待执行。

寄存器

共14个寄存器。

• 8个通用寄存器（AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI）
• 4个段寄存器（CS，DS，SS，ES）
• 1个指令指针寄存器（IP）
• 1个状态标志寄存器（FX）
  
  

通用寄存器

• AX
  

  字 乘/除指令中作为累加器，字I/O 指令中作为数据寄存器

• AL
  

  字节乘/除指令，字节 I/O的数据寄存器，查表转移XLAT的偏移地址和结果，十进制运算的结果

• AH
  

  字节乘/除指令（高八位/余数）

• BX
  

  作为地址/基址寄存器

• CX
  

  串操作时，循环计数器，自动自增

• CL
  

  变量位移或循环操作时用作计数器

• DX
  

  字乘/除指令（高十六位/余数），短格式I/O的间接寻址

• 基址指针寄存器
  

  • SP：堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的偏移地址；
  • BP：基址指针寄存器，常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。

• 变址寄存器
  

  • SI：源变址寄存器,存放源操作数的偏移地址
  • DI：目标变址寄存器,存放目标操作数的偏移地址

段寄存器

IP指令指针寄存器

FX状态标志寄存器

• 进位CF（Carry Flag）：

最高位是否有进位（CF=1 有进位/借位；CF=0 无进位/借位）

• 辅助进位AF（Auxiliary Carry Flag）：

表示低4位有无进位或借位（AF=1 有进位/借位；AF=0 无进位/借位）

• 溢出标志OF（Overflow Flag）：

带符号数是否溢出 [ 最高位和次高位的进位异或不同为1 ]（OF=1 有溢出；OF=0 无溢出）

• 零标志位ZF（Zero Flag）：

ZF=1 运算结果为0；ZF=0 运算结果不为0

• 符号标志位SF（Sign Flag）

结果的最高位为1，SF=1 负数；结果的最高位为0，SF=0 正数

• 奇偶标志PF（Parity Flag）

PF=1 运算结果1的个数为偶数；PF=0 运算结果1的个数为奇数

• 方向标志DF（Direction Flag）：

控制数据串操作指令的步进方向（DF=1 减址方式（STD指令）；DF=0 增址方式（CLD指令））

• 中断允许标志IF（Interrupt Enable Flag）：对可屏蔽中断

• 陷阱标志TF（Trap Flag）：方便程序调试

TF=1 单步执行，以便检查程序；TF=0 连续正常执行

存储器（内存）

存储格式

• 规则字：从偶地址开始存放的字
• 非规则字：从奇地址开始存放的字

规则字的存取在一个总线周期内即可完成；非规则字的存取则需2个总线周期

• 低位库：8086CPU的低位库与数据总线的D7~D0相连，库中的每个单元的地址均为偶数。
• 高位库：8086CPU的高位库与数据总线的D15~D8相连，库中的每个单元的地址均为奇数

• 一个字的存储

数据	地址
BB	03H
AA	02H

BBAA储存在02H地址上

存储器分段

8086有20位的地址信号，需要5位16进制数表示。所以才有分逻辑段的概念。

地址

• 段基地址：来源于四个段寄存器（SS，DS，CS，ES）。
• 偏移地址：相对于段基址的偏移，16位数，最大可到64kB（0000H~FFFFH）来源于SP，BP，SI，DI，有效地址。
• 有效地址（16位）EA：在指令中用SP，BP，SI，DI和立即数计算出的偏移地址，它不是实际地址。
• 逻辑地址：产生实际地址用到的两个地址（段首址：偏移地址）；
• 实际地址（物理地址20位）PA：CPU和存储器进行数据交换时使用的地址；
  实际地址 = 段基址 << 4 + 偏移地址
  

堆栈操作

• 堆栈段的最大围为16bit～64KB
• 栈顶在高地址，SS存放栈基址，SP存放偏移量
• 只能操作一个字的数据，即16位
• 栈首址：SS<<4；栈顶：SS<<4+SP；栈底：SS<<4+FFFFH

工作模式

时钟周期