Тема 1 - Въведение в МПС

МПС КСТ09 -Т11
Микропроцесорнисистеми
ВкурсасеразглеждатосновноIntel
базиранимикропроресорнисистемии
свързанатастяхархитектуратанаРС.
Основнитеми:
•ФамилиямикропроцесориI 80x86;
•Системаинструкции, методинаадресиранеи
асемблеренезикпри80х86;
•Организациянапаметтапри80х86;
•Организациянавход/изходаприРС
съвместиммикрокомпютър;
•Системнашинаициклинасистемнаташина
приРСбазиранмикрокомпютър;
•Входно/изходниинтерфейсиприРС;
•Проектираненадрайверизауправлeниена
входно/изходниустройстваподLinux.

МПС КСТ09 -Т12
ВъведениеМПС

МПС КСТ09 -Т13
Микропроцесори80х86.
Фамилия микропроцесориI 80x86
През1971г. ФирматаINTELпредстави първия в света4-
битов микропроцесор4004, 2 години по-късно
станалия впоследствие извънредно популярен8-битов
8080, апрез1978 г. 16 битовия8086. Изискването да
се разшири адресното пространство на паметта до1
МВ при микропроцесор с 16 битови регистриe
наложило използването на сегментна организация на
паметта, която е запазена понастоящем за
съвместимост. Малко по-късно се поява
микропроцесорът8088, архитектурно напълно
съвместим с8086, но с8-битова шина за данни. За
широката му популярност допринася използването му
в масовите персонални компютри на IBM-PCи
PC/XT. Това е и причината за масовото използване и
на следващите модели наIntel 30386 – Pentium, асъщо
и на съвместими с тях процесори. Поради извънредно
бързото натрупване на програмно осигуряване за8086
фирмата въвежда при по-новите реализации(i80386 –
Pentium) специален режим на реално адресиране(Real
Address Mode) и защитен режим на адресиране
(Protected Mode).

МПС КСТ09 -Т14
ФамилиямикропроцесориIntel

МПС КСТ09 -Т15
Развитиенатехнологиитеиархитектурата

МПС КСТ09 -Т16
Развитиенаперифериятаисистемната
шина

МПС КСТ09 -Т17
Intel 80x86

МПС КСТ09 -Т18
Блок-схемаипрограменмоделна 8086/8

МПС КСТ09 -Т19
Регистрина8086/8
Регистри с общо предназначение:
АХ(Accumulator) -акумулатор, използван при умножение, деление,
входно- изходни операции и операции на ускорената аритметика;
ВХ(Base) -указател на базов адрес(база), използван при адресиране в
сегмента на данните;
СХ(Count) -брояч на цикли, повторения и измествания;
DX(Data) -данни при умножение, деление, входно-изходни операции;
SI(Source Index) -индекс-източник или източник при низови операции;
DI(Destination Index) -индекс-приемник или приемник при низови операции;
ВР(Base Pointer) -указател на базата на стека;
SP(Stack Pointer) -указател на върха на стека.
При8-битовите операции могат да се специфицират младшият(старшият)
байтврегистритеАХ,ВХ,СХиDX, съответно именовани сAL,BL,CLи
DL(AH, ВН,СНиDН).
Сегментни регистри, указелец на инструкциите и флагов регистър:
CS(Code Segment) -сегментен регистър на кода, дефинира текущия машинните
инструкции(кода) на изпълняваната програма.
DS(Data Segment) -сегментен регистър на данните, дефинира сегмент в паметта
за данни на изпълняваната програма;
SS(Stack Segment) -сегментен регистър на стека, дефинира сегмент в паметта, в
който се изпълняват стековите операции;
ES(Extra Segment) -допълнителен сегментне регистр за дефиниране на сегмент с
данни, достъпен за текущата програма.
IP(Instruction pointer) указалец на инструкциите-адресира КОП(кода на
операцията)
PSW(Program status word) Дума за състояние на програмата-флагов регистър.
Фазинаизпълнение наеднаинструкция приI80x86
1 2 345
Извличане
КОП
Декодиране
КОП
Ген. Адр.
наОп.
Изпълнение и
запис на Рез.
Извл.
Опер.
Извличане
КОП
Декодиране
КОП
Ген. Адр.
наОп.
И
з
Извл. Опер.
I
II

МПС КСТ09 -Т110
Картанапаметтаиформираненафизическииефективни
адресиприреаленрежимнаадресиране(8086/8)

МПС КСТ09 -Т111
Блок-схенанаi80386
32 битов програмен моделзацелочисленааритметика
i80386 - Pentium(Intel Architecture
-IA 32)

МПС КСТ09 -Т112
Регистри при32 битов програмен моделзацелочислена
аритметика

МПС КСТ09 -Т113
64битовпрограменмодел
Intel –Pentium/ AMD
АкумулаторприPentium Xeon/Itanium
Развитието напроцесоритенаIntelкато64 битови е
свързано архитектуратаIA 64. При нея саудвоени и
разширенидо64 битарегистрите собщо предназначение,
както иXMM регистрите саудвоени 16 броя.

МПС КСТ09 -Т114
Регистрисобщопредназначениепри IA-64
В сив цвят е показано разширението на регистрите отIA 32 и
добавените8 нови64 битови регистъра с общо предназначение. Така
при адресациите вIA 64 могатдасеизползватоперандисдължина 64
бита, катоRAX доRSP иновите R8 доR15, както и64. Като32, 16 и
8 битови операнди се използват познатите отIA 32 регистри и
новите: R8D доR15D аз 32 битови, R8W доR15W за16 битови и
R8L доR15L за 8 битови.

МПС КСТ09 -Т115
СЕГМЕНТНИРЕГИСТРИпри IA-64