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一、8086/8088cpu直接寻址多大的内存单元和外设?
1.8086/8088CPU能够直接寻址1MB的内存单元和64KB的I/O端口。
2.1979年，英特尔公司推出了8086/8088芯片，这是一款16位微处理器，内部集成了29000个晶体管，运行频率为4.77MHz。
3.该芯片具有20位的地址总线，因此能够访问高达1MB的内存空间。
4.在早期，8086/8088CPU可以直接寻址1MB的内存空间，以及65536个字节，即64KB的I/O端口。
5.8086/8088CPU的20位地址总线具有多种功能，其中AD7-AD0为8位地址/数据总线，既是地址总线也是数据总线，具备分时复用、双向和三态特性。
6.A15-A8地址线用于输出地址信息，是三态输出的。
7.A19/S6-A16/S3地址/状态线也是分时复用的，既可以用作地址线，在总线周期的T1状态输出高4位地址，也可以用作状态线，在总线周期的T2至T4状态输出状态信息。
8.S6始终输出0，S5指示当前的中断允许标志IF状态，S5为1表示允许可屏蔽中断请求，S5为0则禁止所有可屏蔽中断。
二、为什么说8086cpu是16位的?
Intel8086于1978年由Intel公司设计，是x86架构的先驱。它基于8080和8085的设计，保留了类似的寄存器组，但将数据总线扩展到了16位。总线界面单元通过一个6字节预存队列将指令发送给执行单元，实现了取指令和执行的同步。8086配备了20条地址线，能够直接寻址高达1MB的存储空间，每个存储单元可以容纳一个字节（8位）的二进制信息。
作为Intel系列的16位微处理器，8086的芯片内部包含约4万个晶体管，采用了NMOS工艺制造，依赖单一+5V电源，运行时钟频率范围为4.77MHz至10MHz。8086拥有16根数据线和20根地址线，能够同时处理16位和8位数据。尽管8086微处理器的最高主频为8MHz，其数据通道为16位，内存寻址能力达到了1MB。
因此，8086被广泛认为是16位处理器，这是由于其内部结构和能力决定的。8086的设计不仅使它能够处理16位数据，还支持8位操作，这使得它在早期计算领域中发挥了重要作用。
8086微处理器的16位特性使其在数据处理和内存寻址方面具有显著优势，为后来的x86架构奠定了基础。尽管随着时间的推移，处理器技术取得了显著进步，但8086作为16位微处理器的重要地位依然不可动摇。
微机原理篇——8086CPU的内部结构
2022-01-08 17:59·自由探索者Intel8086微处理器是由美国Intel公司1987年推出的一种高性能的16位微处理器，是第三代微处理器的代表。它有
20条地址线，直接寻址能力达1MB，具有
16条数据总线，内部总线和ALU均为16位，可进行8位和16位操作。Intel8086微处理器具有丰富的指令系统，采用多级中断技术、多种寻址方式、多种数据处理形式、段式存储器结构、硬件乘除法运算电路，增加了预先存取指令的队列寄存器等，一问世就显示出了强大的生命力，以它为核心组成的微机系统性能已经达到中、高档小型计算机的水平。8086的一个突出特点是多重处理能力，用8086CPU与8087协处理器以及8089I/O处理器组成的多处理器系统，可大大提高其数据处理和输入输出能力。另外，与8086配套的各种外围接口芯片非常丰富，从而方便用户开发各种系统。8086CPU内部结构图
概述8086CPU采用不同于第二代微处理器的一种全新结构形式，内部由两大独立的功能部件组成，分别为
总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）和
执行部件EU（ExecuteUnit）。在执行指令的过程中，两个部件形成了两级流水线：执行部件执行指令的同时，总线接口部件完成从主存中
预先取后继指令的工作，使指令的读取与执行可以部分重叠，从而提高了总线的利用率。
执行部件EU执行部件EU由
一个16位的算术逻辑单元ALU、
8个16位通用寄存器、
一个16位标志寄存器FLAGS、
一个数据暂存寄存器和执行单元的控制电路组成。EU负责进行所有指令的解释和执行，同时管理上述有关的寄存器。
执行部件EU内部结构
（1）EU的组成
①
算术逻辑运算单元它是
一个16位的运算器，可用于8位、16位二进制算术和逻辑单元，也可按指令的寻址方式计算寻址存储器所需的16位偏移量。
②
通用寄存器它包括
4个16位的数据寄存器AX、BX、CX、DX和
4个16位指针与变址寄存器SP、BP与SI、DI。
③
标志寄存器它是一个16位的寄存器，用来反映CPU运算的状态特征和存放某些控制标志。
④
数据暂存寄存器它协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。
⑤
EU控制电路它负责从BIU的指令队列缓冲器中取指令，并对指令译码，根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令，以完成各条指令规定的功能。
（2）
EU的主要功能①
从指令队列中取出指令代码，由EU控制器进行译码后控制各部件完成指令规定的操作。
②
对操作数进行算术和逻辑运算，并将运算结果的特征状态存放在标志寄存器中。
③当需要与主存储器或I/O端口传送数据时，
EU向BIU发出命令，并提供要访问的内存地址或I/O端口地址以及传送的数据。
执行单元中的各部件
通过16位的ALU总线连接在一起，在内部实现快速数据传输。值得注意的是，这个
内部总线与CPU外接的总线之间是隔离的，即这两个总线可以同时工作而互不干扰。EU对指令的执行是从取指令操作码开始的，它从总线接口单元的指令队列缓冲器中
每次取出一个字节。如果指令队列缓冲器中是空的，那么EU就要等待BIU通过外部总线从存储器中取得指令并送到EU，通过译码电路分析，发出相应控制命令，控制ALU数据总线中数据的流向。如果是运算操作，则操作数据经过暂存寄存器送入ALU，运算结果经过ALU数据总线送到相应寄存器，同时标志寄存器FLAGS根据运算结果改变状态。在指令执行过程中常会发生从存储器中读或写数据的事件，这时就由EU单元提供寻址用的16位有效地址，在BIU单元中经运算形成一个20位的物理地址，送到外部总线进行寻址。
总线接口部件BUI总线接口部件BIU是8086CPU在
存储器和I/O设备之间的接口部件，负责对全部引脚的操作，即8086对存储器和I/O设备的所有操作都是由BIU完成的。所有对外部总线的操作都必须有正确的地址和适当的控制信号，BIU中的各部件主要是围绕这个目标设计的。它提供了
16位双向数据总线、
20位地址总线和
若干条控制总线。其具体任务是：负责从内存单元中预先取出指令，并将它们送到指令队列缓冲器暂存。CPU执行指令时，总线接口单元要配合执行单元，从指定的内存单元或I/O端口中取出数据传送给执行单元，或者把执行单元的处理结果传送到指定的内存单元或I/O端口中。
总线接口部件BUI内部结构
（1）BIU的组成总线接口单元BIU由
一个20位地址加法器、
4个16位段寄存器、
一个16位指令指针IP、指令队列缓冲器和总线控制逻辑电路等组成。8086的指令队列由6个字节构成。
①地址加法器和段寄存器地址加法器将16位的段寄存器内容左移4位，与16位偏移地址相加，形成20位的物理地址。
②16位指令指针IP指令指针IP用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。
③指令队列缓冲器当EU正在执行指令，且不需占用总线时，BIU会自动地进行预先取指令操作，将所取得的指令按先后次序存入一个6字节的指令队列寄存器，该队列寄存器按“先进先出”的方式工作，并按顺序取到EU中执行。其
操作遵循下列原则：
☆每当指令队列缓冲器中存满一条指令后，EU就立即开始执行。
☆每当BIU发现队列中空了两个字节时，就会自动地寻找空闲的总线周期进行预先取指令操作，直到填满为止。
☆每当EU执行一条转移、调用或返回指令后，则要清除指令队列缓冲器，并要求BIU从新的地址开始取指令，新取的第一条指令将要直接经指令队列缓冲器送到EU去执行，并在新地址基础上再作预先取指令操作，实现程序段的转移。
BIU和EU是各自独立工作的，在EU执行指令的同时，BIU可预先取下一条或下几条指令。因此，一般情况下，CPU执行完一条指令后，就可立即执行存放在指令队列中的下一条指令，而不需要像以往的8位CPU那样，采取先取指令，后执行指令的串行操作方式。
④总线控制逻辑电路总线控制逻辑电路将8086CPU的内部总线和外部总线相连，是8086CPU与内存单元或I/O端口进行数据交换的必经之路。它包括16条数据总线、20条地址总线和若干条控制总线，CPU通过这些总线与外部取得联系，从而构成各种规模的8086微型计算机系统。
（2）BIU的主要功能BIU完成CPU与主存储器或I/O端口之间的信息传送，其主要功能如下：①
预先取指令队列，存放在指令队列中。每当8086CPU的指令队列中有两个空字节，并且EU没有要求BIU进入存取操作数的总线周期时，BIU就自动从主存中顺序取出指令字节放入指令队列中。当执行转移指令时，BIU清空指令队列，从转移后的当前地址取出指令送EU执行，然后从主存中取出后继指令字节送指令队列排队，从而实现EU和BIU的并行操作。②
将访问主存的逻辑地址转换成实际的物理地址。
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