微机原理与接口技术 2时序

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1、数据总线：数据总线：各部件间数据传送的公共通道各部件间数据传送的公共通道n提问：什么是总线？总线的类型与功能？提问：什么是总线？总线的类型与功能？工作方式：它们协调完成数据传送：工作方式：它们协调完成数据传送：CPUCPU首先通过首先通过地地址总线址总线和和M/IOM/IO寻址存储器单元或寻址存储器单元或I/OI/O端口，然后通端口，然后通过过RDRD或或WRWR控制线控制线确定数据传送方向，最后被选通的确定数据传送方向，最后被选通的寄存器与寄存器与CPUCPU通过通过数据总线数据总线实现数据传送实现数据传送地址总线：地址总线：用于用于CPUCPU寻址存储器单元和寻址存储器单元和I/OI/O单

2、元单元控制总线：控制总线：用于控制单元控制数据总线上的传用于控制单元控制数据总线上的传送过程送过程是指信号高低电平是指信号高低电平( (有效或无效有效或无效) )变化及相变化及相互间的时间顺序关系。互间的时间顺序关系。n时序（时序（TimingTiming）：）：CPUCPU时序决定系统各部件间的时序决定系统各部件间的协调与同步协调与同步。总线时序描述总线时序描述CPUCPU引脚如何实现引脚如何实现总线操作。总线操作。总线操作总线操作是指是指CPUCPU通过总线对外的各种操作。通过总线对外的各种操作。n描述总线操作的微处理器时序有三级：描述总线操作的微处理器时序有三级：指令周期指令周期总线周期

3、总线周期时钟周期时钟周期CPUCPU的基本时间单位。又称为的基本时间单位。又称为T T状态。状态。CPUCPU访问一次存储器单元或访问一次存储器单元或I/OI/O端口完成一端口完成一 个字节交换所需要的时间。个字节交换所需要的时间。 由由4 4个时钟周期组成，即称个时钟周期组成，即称4 4个个T T状态，即状态，即T1T1，T2T2，T3T3，T4T4。通常。通常CPUCPU进行一次读写操作只需进行一次读写操作只需4 4个个T T。8086CPU8086CPU的主频是的主频是5MHZ5MHZ，一个时钟周期就是，一个时钟周期就是200ns200ns；8018680186的主频是的主频是10MHZ

4、10MHZ，一个时钟周期就是，一个时钟周期就是100ns100ns； T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4基本总线周期基本总线周期基本总线周期基本总线周期T1T1：CPUCPU发出地址信息，指出要访问的存储器发出地址信息，指出要访问的存储器 或或I/OI/O端口的地址；端口的地址；T2T2：CPUCPU撤消地址信息，准备传送数据；撤消地址信息，准备传送数据；T3T3：BIUBIU与存储器或与存储器或I/OI/O端口传送数据；端口传送数据；T4T4：传送数据并结束本总线周期。：传送数据并结束本总线周期。 (1)(1)等待周期等待周期TWTW存储器与存储器与I/OI/O接口的速度跟不上接

5、口的速度跟不上CPUCPU的读写速度，的读写速度，就应加等待周期，在总线周期的就应加等待周期，在总线周期的T3T3和和T4T4之间之间插入。插入。(2)(2)空闲周期空闲周期TiTi系统总线处于空闲状态时，即执行空闲周期系统总线处于空闲状态时，即执行空闲周期TiTi。在在两个总线周期之间两个总线周期之间插入。插入。是指一条指令经取指、译码、读写操作数到执行完是指一条指令经取指、译码、读写操作数到执行完成的全过程。若干总线周期组成一个指令周期。成的全过程。若干总线周期组成一个指令周期。u基本总线周期由基本总线周期由4 4个个T T状态组成：状态组成：T T1 1、T T2 2、T T3 3、T

6、T4 4u等待时钟周期等待时钟周期T Tw w，在总线周期的，在总线周期的T T3 3和和T T4 4之间插入之间插入u空闲时钟周期空闲时钟周期TiTi，在两个总线周期之间插入，在两个总线周期之间插入 T1 T2 T3 T4 Ti Ti T1 T2 T3 Tw Tw Tw T4 Ti Ti 总线周期总线周期总线周期总线周期若干个若干个12个个指令周期指令周期 T1 T2 T3 Tw Tw Tw T4CLKREADY前沿检测前沿检测何时有总线周期？何时有总线周期？（1 1）取指周期：）取指周期：任何指令的取指阶段都需要任何指令的取指阶段都需要存储器存储器读总线周期读总线周期，读取的内容是指令，读

7、取的内容是指令代码代码；（2 2）存储器读周期、存储器写周期：）存储器读周期、存储器写周期：指令执行过程指令执行过程中，任何一条以中，任何一条以存储单元存储单元为源操作数的指令都将引为源操作数的指令都将引起起存储器读总线周期存储器读总线周期，任何一条以存储单元为目的，任何一条以存储单元为目的操作数的指令都将引起操作数的指令都将引起存储器写总线周期；存储器写总线周期；（3 3）I/OI/O端口读周期、端口读周期、I/OI/O端口写周期：端口写周期：只有执行只有执行ININ指令才出现指令才出现I/OI/O读总线周期读总线周期，执行，执行OUTOUT指令才出现指令才出现I/OI/O写总线周期；写总线

8、周期；（4 4）中断响应周期：）中断响应周期：CPUCPU响应可屏蔽中断响应可屏蔽中断INTRINTR时生成时生成中断响应总线周期。中断响应总线周期。通过通过INTAINTA引脚发出引脚发出2 2个负脉冲个负脉冲作为选通信号，从总线上获得中断类型码。作为选通信号，从总线上获得中断类型码。何时有总线周期？何时有总线周期？（5 5）暂停：）暂停：80868086执行执行HLTHLT指令后，指令后，80868086最小模式发出最小模式发出一个一个ALEALE信号表示进入暂停状态。暂停状态一直保信号表示进入暂停状态。暂停状态一直保持到发生中断或对系统进行复位为止。持到发生中断或对系统进行复位为止。l另