微型计算机系统的总线结构.ppt

1.3 微型计算机的总线结构,1.3.1 总线和微型计算机的基本结构,2,总线通常有以下三种： 内部总线：指微处理器内部各部件之间传送信 息的通路，用来连接CPU内部的各逻辑部件。 系统总线：又称外部总线。用于连接微型计算 机内的CPU、存贮器及I/O接口电路。 通信总线：用于各微型计算机系统之间或微型 计机系统与其它系统之间的通信。 通常所说的总线是指系统总线。,总线(BUS)是指连接计算机各部件或计算机 之间的一束公共信息线，是计算机系统中传送信息 的公共途径。,3,PC 机的硬件组成框图,4,微型计算机的基本结构就是以系统总线为连接 的结构，简称总线结构。,5,系统总线分为地址总线AB(Address Bus) 、数据总线DB(Data Bus)和控制总线CB(Control Bus)三种。,6,地址总线的宽度(根数)决定了CPU可直接寻址 的内存容量。当地址总线的宽度为N时，其直接寻 址的内存容量为 2N。如8086 的地址总线有20 根 （位），则它直 接寻址的内存容量为220=1 MB。 386、486的地址总线为32 根，则它可直接寻址的 内存容量为232=4GB。 地址总线一般是单向的。,地址总线 用于从CPU输出一组地址信息，以 指明CPU所要找的某个外界部件(存贮器或外部设备)的地址。,7,数据总线 用来传送数据。数据总线的宽度决定 了一次最多可传送的数据位数。数据总线是双向的。,控制总线 用于传送控制信号和状态信号，使各部 件能协调动作。,8,1.3.2 系统运行过程的名词概念,数据从存贮器或 I/O接口电路送往CPU称为 CPU读数或取数。读是非破坏性的。 数据从CPU送往存贮器或I/O接口电路称为 CPU写数或存数。 读（取）写（存）数据的过程又统称为访问。 存贮器分为内存与外存。CPU不直接与外存打 交道。,一、 读/写数,9,CPU把一条指令分解成若干个步骤完成。,取指 控制器发出指令地址及控制信号，将需要执行的那条指令从存储器取出送到控制器，这一过程称为 “取指”。一条指令取走后，指令指针寄存器IP自动加1,被修改成下一条要读取的指令的地址。,译码 控制器将取来的指令分解成一些更简单的微操作称为“译码”。微指令参与。译码后放入指令队列中。,取数 按照指令中给出的地址从存储器取出参与运算的操作数，这一过程称为“取数”。有的指令不用再取数。,二、操作方式,执行 控制器控制ALU完成指令规定的操作，这一过程 称为“执行”。,10,同一时刻有若干条指令由不同的部件同时处理， 完成不同的操作，这种操作方式称为流水方式。分步越细，流水深度越深，CPU的性能越高，甚至，有多条流水线。,将CPU划分成若干个独立的功能部件，使它们独立地并行操作，称为并行操作方式。,11,三、寄存器 寄存器分为两类：通用寄存器 和专用寄存器。,通用寄存器用于临时存放 数据和地址，以减少CPU 对存 储器的访问，提高运行速度。 专用寄存器如程序计数器 PC (在Intel 微处理器中称为指 令指针IP) 、标志寄存器等。,12,四、堆栈,堆栈是按先入后出的原则存取信息的一种数据 结构。,堆栈只有一个数据出入的端口，称为栈顶。堆 栈指针SP总是指向堆栈栈顶的那个数据。当堆栈为 空栈时， SP指向堆栈的栈底。 数据存入堆栈称为压入（PUSH），数据从堆 栈