8086/8088CPU 的内部结构分为哪两大模块,各自的主要功能是什么?
- 按功能可分成两大部分: 执行单元(EU) 和总线接口单元 (BIU)
- 执行单元(EU) : 由 8 个通用存器、1 个标志寄存器、算术逻辑运算单元 ALU 及 EU 控制单元组成。EU 从 BIU 指队列存器中获得指令和待处理数据进行操作。负责指令译码和执行
- 总线接口单元(BIU): 包括 4 个段存器、1 个指令指针寄存器 IP、1 个指令队列、和 20 位地址加法器。负责物理地址形成、取指令、指令排队、读写操作数和总线控制。
- BIU 负责取指令,EU 负责指令的执行,它们之间既互相独立又互相配合使得 CPU 可以在执行指令的同时进行取指令的操作,即实现了取指令和执行指令的并行工作,提高了CPU 和总线的利用率,从而提高了指令的处理速度
8086 如何响应一个外部的 INTR 中断请求?
在 INTR 中断请求响应条件满足的情况下,
- 8086 在连续的两个总线周期中发出INTA中断请求响应信号:
- 在第二个 INTA信号期间,中断源经数据总线向 8086 发出一字节的中断类型码,8086 收到中断 类型码后放入暂存器;
- 8086 保护现场: 标志寄存器入栈,清除 IF、TF 标志位,断点 CS、IP 值入栈;
- 8086 将中断类型码乘 4 后得到中断向量表的入口地址,从此地址开始的 4个单元中读出中断服 务程序的入口地址 (CS: IP) ;(5) 8086 从此地址取指令执行,使控制转向中断处理过程
8086 系统中的寻址空间采用什么结构,用什么信号作为体选信号。
8086系统中的存储器空间采用分体结构。即将1MB的存储器空间分为两个体:奇地址存储体和偶地址存储体,各为512KB。奇地址存储体的数据线与系统数据总线高八位相连,用BHE=0作为选通信号。偶地址存储体的数据线与系统数据总线低八位相连,用A0=0作为选通信号。
8086 处理器的输入控制信号 RESET,READY,HOLD 的含义各是什么?当它们有效时,8086CPU将出现何种反应?
RESET:复位输入信号,高电平有效。该引脚有效时,将迫使 8086 处理器回到其初始状态;转为 无效时,CPU 重新开始工作。
READY: 准备好信号,高电平有效的输入信号,表示存储器或 I/0 端口准备好处理器的运行速度远远快于存储器和 /0 端口,当处理器检测到 READY=O 时,存储器或 I/0 端口不能按基本的总线周期进行数据 交换时,需要插入一个等待状态 Tw,当处理器检测到 READY=1 时,可以进行数据交换时。
HOLD: 总线请求,是一个高电平有效的输入信号。该引脚有效时,表示其它总线主控设备向处理器申请 使用原来由处理器控制的总线。
在最小模式下,8086CPU 一个基本的总线周期一般由几个时钟周期组成? 以读总线周期为例,请说明在每个时钟周期中,CPU 做了哪些工作?
8086 一个基本的总线周期一般由 4 个时钟周期 (T,T,T;,T) 组成
T1: CPU 向数据/地址分时复用总线上发出访问存储器或 I/0 端口的地址信息。
T2: CPU 从总线上撤销地址,发出RD读控制信号,使复用总线的低 8 位处于高阻
状态
T3: 数据/地址分时复用总线的低 8 位上出现从内存或 I/0 端口读入的数据。
T4: 8086 完成数据传送,控制信号变为无效,结束总线周期。
简述 I/0 接口的基本功能是什么? 接口内部一般由哪些寄存器组成?
- I/0 设备的选择。
- 对输入/输出的数据进行缓冲、隔离和锁存。
- 对信号的形式和数据的格式进行变换。
- 与 CPU 和 I/0 设备进行联络。
接口内部寄存器的种类:一般由数据、状态和控制三类寄存器组成。
简述存储器系统的 3 级层次结构及各层存储部件特点。
- 为解决容量、速度和价格的矛盾,存储系统采用 3 级层次结构,单位价格和速度自上而下逐层减少,容量自上而下逐层增加。
- 存储系统的各层存储部件自上而下依次是:高速缓存、内存 (主存(RAM/ROM)) ,外存(辅助) 如磁盘、光盘等
高速缓存器集成在 CPU 芯片或主存上,用于暂存主存和处理器交瓦的数据,以减少频繁读取主存而影响处理器速度
内存储器则可和处理器直接交换数据:
外存储器必须经过主存存储器,才可与处理器进行数据交换。
什么是内部中断,8086/8088CPU 有哪些内部中断。
内部中断是由于 CPU 内部标志位的变化、或者是指令执行过程中发生了某些错误、或者是执行中断指令而引起的中断。8086/8088CPU 内部中断有: 除法错误中断,中断类型号为 0;单步中断,中断类型号为 1; 断点中断,中断类型号为 3;溢出中断,中断类型号为 4; 指定类型的中断指令,如 INT N。
比较 SRAM 和 DRAM 的特点。
SRAM 特点:
- 存储的数据信息只要不断电,就不会丢失;不需要定时刷新,简化了外部电路。
- 相对动态 RAM,存取速度更快
- 内部电路结构复杂,集成度较低,功耗较大,制造价格成本较高。
- 一般用作高速缓冲存储器(cache)
DRAM 的特点主要有:
- 集成度高、功耗小,制作成本低,适合制作大规模和超大规模集成电路.微机内存储器几乎都是由 DRAM 组成
- 由于电容存在漏电现象,存储的数据不能长久保存,因此需要专门的动态刷新电路,定期给电容补充电荷,以避免存储数据的丢失或歧变
8253 的三个计数通道中都有三个引脚一CLK、OUT 和 GATE,请说出这三个信号的功能?
CLK 信号用于输入定时基准脉冲或计数脉冲。
OUT 信号是输出信号,以相应的电平指示计数的完成,或输出脉冲波形
GATE 信号门控输入,用于启动或禁止计数器的操作,以使计数器和计测对象同步。
INTR、INTA、NMI、ALE、HOLD、HLDA 引脚的名称各是什么?
INTR 是可屏蔽请求信号,
INTA 中断响应信号,
NMI 是不可屏蔽中断请求信号,
ALE 是地址锁存允许信号,
HOLD 总线请求信号,
HLDA 总线请求响应信号。
可屏蔽中断控制器 8259A 中有哪几个寄存器,作用分别是什么?
有三个寄存器,分别是:
- 中断请求寄存器 IRR,用来接收外部设备发来的中断请求;
- 中断屏蔽寄存器 IMR,用来屏蔽某些外部的中断请求,动态改变中断优先级;
- 中断服务寄存器 ISR,存放当前正在服务的所有中断请求。
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