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8086CPU系统、总线操作和时序

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进行总线读/写操作时,CPU的控制信号、地址信号、数据信号和状态信号都是按一定的规则在不同时钟周期内进入应有的状态,以保证CPU与存储器或I/O接口之间的信息传递能够顺利的完成。考生应从以下三个方面掌握总线读/写操作时序:(a)操作涉及到哪些引脚信号;(b)这些信号在不同时钟所出现的状态(电平);(c)信号之间的关系。

(4).最大模式下的24--31引脚

当8088/8086CPU的MN/MX引脚固定接地时,CPU处于最大模式下,这时 候剩余的24—31共8个引脚的名称及功能如下:

① QS1、QS0(Instruction Queue Status):指令队列状态信号输出引脚(2), 这两个信号的组合给出了前一个T状态中指令队列的状态,以便于外部8088/8086CPU内部指令队列的动作跟踪,如下表所示: QS1 0 0 1 1

QS0 性 能 无操作 从指令队列的第一个字节取走代码 队列为空 除第一个字节外,还取走了后续字节中的代码 0 1 0 1 ②S2、S1、S0:总线周期状态信号输出引脚(3),低电平的信号输出端, 这些信号组合起来,可以指出当前总线周期中,所进行数据传输过程的类型,总线控制器8288利用这些信号来产生对存储单元、I/O端口的控制信号。S2、S1、

S0与具体物理过程之间的对应关系,如表9-6(P17)所示。

这里对无源状态(在的最小模式中也存在,见P19)作一说明:从表9-6中可以看出,每一种

S2S1S0的组合都对应一个具体的总线操作,除111

表9-6 S0~S2的状态编码 S0 S1 S2 性能 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 中断响应 读I/O端口 写I/O端口 暂停 取指 读存储器 写存储器 无作用 外,其余都称为有源状态。也就是说,在有源状态(对应前一个总线周期的T4和本总线周期的T1和T2状态)中,S2S1S0至少有一个信号为0,当

S2S1S0?111时(对应总线周期的T3和Tw且READY=

1),也就是一个总线操作即将结束,另一个总线周期还未开始时,称为无源状态,很显然,这时S2S1S0中任一信号的改变,都意味着一个新的总线周期的开始。 ③LOCK (Lock):总线封锁输出信号引脚(1),低电平有效,当该引脚输出低电平时,系统中其它总线部件就不能占用系统总线。

LOCK信号是由指令前缀LOCK产生的,在LOCK前缀后面的一条指令执行完毕之后,便撤消LOCK信号。此外,在8088/8086的2个中断响应脉冲之间,

LOCK信号也自动变为有效的低电平,以防止其它总线部件在中断响应过程中,占有总线而使一个完整的中断响应过程被中断。

④RQ/GT1、RQ/GT0(Request/Grant):总线请求信号输入/总线允许信号输出引脚(2)。这两个信号端可供CPU以外的两个处理器,用来发出使用总线的请求信号和接收CPU对总线请求信号的应答。这两个引脚都是双向的,请求与应答信号在同一引脚上分时传输,方向相反。其中RQ/GT1比RQ/GT0的优先级高。

(5).相关问题的说明

① 8088/8086的数据线与地址线、状态线是分时复用的,即在某一时刻,总线上出现的是 输出地址信息,在另一时刻,总线上是所需读、写的数据信息,

或状态信息。

② 除了个别引脚外,8088/8086的控制信号引脚的定义是一致的,有差别的是,8088的第28脚为IO/M,8086为IO/M,主要是为了使前者能与8位微处理器8080/8085 相兼容的缘故。

8088的第34引脚为SS0,8086为BHE/S7,这是因为8086 有16根数据线,可以用高、低8位总线分别进行一个字节的传送,也可以同时进行两个字节的传送,BHE 正是为了指明这几类操作而设置的,而8088的数据线只有8根,就不存在这一要求,因此就不需要BHE引脚了。

③Reset引脚是复位信号输入端,系统启动、或在系统运行过程中,CPU在接收

到Reset信号后,会使系统复位。复位后,CPU处于如下状态:

CPU的标志寄存器、指令指针寄存器IP、段寄存器DS、ES、SS和指令队列均被清零,码段寄存器CS被置为FFFFH,CPU将从0FFFF0H处开始执行指令。 ④CPU与内存、I/O端口之间在时间上的匹配主要靠“READY”信号。 ⑤RD信号与IO/M(或IO/M)配合使用,指明从内存或者I/O端口读信息 ⑥高4位地址线与状态线分时复用,在T1状态,输出地址信息,在其余状态,输出状态信息。

(6).8086/8088CPU的引脚分类

8086/8088CPU的40个引脚可以分成下列几大类:

(1)数据/地址复用线、地址线、地址/状态复用线――AD0~AD7 、AD8~AD15、) A16~A19/S3~S6;

(2)常规信号――GND(2个)、Vcc、CLK; (3)常用信号――ALE、M/IO、RD、WR; (4)中断――INTR、NMI、INTA; (5)MN/MX、READY、RESET;

(6)HOLD、HLDA;

、DEN、DT/R、TEST。 (7)BHE/S7(8086)SS0(8088)

8086CPU系统、总线操作和时序

进行总线读/写操作时,CPU的控制信号、地址信号、数据信号和状态信号都是按一定的规则在不同时钟周期内进入应有的状态,以保证CPU与存储器或I/O接口之间的信息传递能够顺利的完成。考生应从以下三个方面掌握总线读/写操作时序:(a)操作涉及到哪些引脚信号;(b)这些信号在不同时钟所出现的状态(电平);(c)信号之间的关系。(4).最大模式下的24--31引脚
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