8086内部结构

东北大学-计算机硬件技术基础

EU负责指令的执行，不与外部系统总线相连，执行的指令和数据从BIU的指令队列缓冲区中取得，执行指令的结果或执行指令所需的数据，都是通过EU向BIU发出请求，然后由BIU对存储器对存储器或外设存入或读取。

BIU根据EU的请求，完成CPU与存储器，与I/O端口之间数据的传送。

8086的指令队列为6字节。指令队列是CPU内部的硬件机构，按照先进先出（First In First Out）的原则使用。8086/8088在指令执行的同时，从内存中取一条或几条指令，取来的指令就存放在指令队列中。

BIU和EU并行工作的管理原则

• 当8086指令队列中有2个字节（8088空1个字节）为空时，BIU自动将指令存到指令队列中。
• 当EU执行一条指令时，它先从指令队列的队首取出指令代码，再用几个时钟周期去执行指令。在指令执行的过程中，如果必须访问存储器或I/O设备，则EU请求BIU进入总线周期去完成访问内存或I/O端口的操作。如果BIU此时正好空闲，则立即响应总线请求。如果此时BIU正在取指令，需完成当前取指令周期，然后去响应EU的总线请求
• 当指令队列已满，而且EU对BIU无总线请求，BIU进入空闲状态。
• 当执行转移（如JMP），调用和返回（RET）指令时，指令队列清零，BIU再向指令队列中装入另一个程序段的指令。原因是下面要执行的指令不再是指令队列中的下一条指令。

8086内部结构

通用寄存器

通用寄存器的高八位和低八位可分别编址，例如AX可编址为AH和AL

15 - 8	7 - 0
AH	AL

AX	存放算术逻辑运算的操作数
AH	可操作字节乘法，字节除法
AL	可操作字乘法，字除法，字I/O
BX	在寻址过程中用于存放基地址，进行扩展寻址，起变址作用，操作转移指令
CX	在汇编程序中用于存放循环次数，起隐含计数器的作用
CL	可操作变量移位或循环
DX	用于存放数据，在某些I/O操作期间用来保存I/O端口地址，还用于字乘法和除法

SP	SP的内容指向当前堆栈的栈顶偏移地址。
BP	BP的内容指向堆栈段中某一块数据区的首地址。
SI	SI存放源数据串的偏移地址
DI	DI存放目的数据串的偏移地址。

SP必须和SS一起才能确定堆栈实际位置。 IP要与CS配合才能形成指令的实际物理地址。

PSW

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
				OF	IF	DF	TF	SF	ZF		AF		PF		CF

CF	当算术运算结果最高位有进位或借位时置1，否则置0，循环指令会影响这一标志。
PF	当运算结果中的'1'的个数为偶数时置1，为奇数置0。
AF	执行加法运算时，低4位向高位进位，或者执行减法运算高4位向低4位借位，置1，否则置0。AF一般用于BCD码运算中。
ZF	运算结果为0，置1，运算结果不为0，置0。
SF	运算结果的符号位一致。负置1正置0。
OF	运算结果产生溢出置1，无溢出置0。
DF	决定字符串处理方向，用于串操作指令中SI和DI的增量或者减量的修改。若DF = 0，则按照SI和DI的地址指针上升的方向处理（从低地址到高地址），DF = 1，按地址指针递减方向处理（从高地址到低地址）。
IF	IF为0时，CPU不能对可屏蔽中断请求作出响应；如果IF为1时，CPU可以接受可屏蔽中断请求。
TF	TF为1时，CPU每执行一条指令则暂停，供用户跟踪指令的执行。

地址寄存器

IP	在CPU中用于产生和保存下一条待取指令地址的寄存器。程序执行过程中，每取一条地址后IP内容自动加1，指向下一条要取指令的地址。在遇到转移指令时，转移后的指令地址送入IP，然后按该地址到内存取指令，从而实现程序转移
SP	其内容指向堆栈顶。每执行一次进栈或出栈操作后。SP自动加减，使SP的内容始终指向栈区的栈顶
SI	存放源数据串的偏移地址
DI	存放目的数据串的偏移地址

段地址寄存器

CS	保存当前执行程序的段寄存器值，CS内容左移4位，加上IP的内容，即下一条要取出的指令地址
DS	保存有数据段寄存器值，数据段用来保存当前程序的操作数据和变量。DS内容左移4位，再加上指令中的有效地址（偏移量）EA，即对数据段指定操作单元的地址
SS	保存当前堆栈段寄存器值，SS内容左移4位，再加上SP的内容，即指向堆栈顶的指针
ES	附加段进行字符串操作时，作为目的段地址使用