基于多微处理器主从式核物位监测系统的研制

微处理器思考与习题

第1章思考与习题： 1、简述计算机系统的硬件构成和软件构成。 计算机的硬件结构由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备及连接各部件的总线组成。 其中，运算器又称为算术/逻辑运算单元，完成数据的算术（加、减、乘、除）和逻辑（与、或、非、异）等运算以及移位等操作，它是一个采用二进制运算信息加工部件。 存储器是计算机的记忆部件，存储控制计算机操作的命令（指令）和被处理的信息数据，并对处理结果加以保存。存储器存储的信息有两类：一类是命令信息，指挥计算机系统工作，用来完成所设计的任务，这类信息被存放在存储器的代码区或程序区；另一类是数据是指被处理的对象或结果，这类信息被存放在数据区。一般将存储器分为两级：内存和外存，目前使用的内存是半导体存储器，外存采用硬盘、磁带、光盘等。平时程序保存在外存，执行时再将其调入内存中运行。狭义的存储器仅指内存储器。 控制器是整个系统的指挥部件，对运行的指令逐一分析，发出控制信号并执行其相应操作。 输入设备与输出设备，通称外围设备，是对信息形式的转换，如将语言文字、声音、机械动作等信息形式转换为计算机能识别的二进制格式信息，或将其反向转换。 总线是计算机各部件间传输信息的公共通道，各部件分时复用总线，满足数据、地址、指令和控制信息在各部件之间快速传送的需要。 微型计算机的软件由系统软件和应用软件构成。 系统软件包括操作系统、程序设计语言的编译程序和其他程序。 操作系统是常驻内存的软件系统，包括系统资源管理（CPU管理，存储器管理、I/O管理和驱动程序）、任务管理、文件管理和程序库。为使用者提供灵活方便操作功能，使资源得到最充分有效的利用。 各种程序设计语言的编译系统为用户开发应用软件提供有力支持，如汇编语言的汇编程序，各种高级语言的汇编程序、连接程序以及各种调试工具。 其他程序，如系统诊断程序、故障定位程序、系统配置程序等。 应用软件（或称用户软件）是为用户实现给定的任务而编写、选购或订购的程序，它只适合给定环境的指定用途，一般驻留在外部存储器中，只在运行时才调入内存储器。 2、冯·诺依曼体系结构的五个部件是什么？总线的作用是什么？

微处理器和微控制器区别与DSP芯片分类及特点简介

微处理器和微控制器区别与DSP芯片分类及特点简介 中央处理器是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。 主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。 目前，嵌入式处理器的高端产品有：Advanced RISC Machines公司的ARM、Silicon Graphics 公司的MIPS、IBM和Motorola的Power PC 、Intel的X86和i960芯片、AMD的Am386EM、Hitachi的SH RISC芯片； 掌上电脑的处理器有六类处理器，分别是：英特尔的PXA系列处理器、MIPS处理器、StrongARM系列处理器、日立SH3处理器、摩托罗拉龙珠系列处理器和德州仪器OMAP 系列处理器。 微处理器和微控制器区别所在微处理器和微控制器的区别，这样的区别主要集中在硬件结构、应用领域和指令集特征三个方面： 其一，硬件结构。 微处理器是一个单芯片CPU，而微控制器则在一块集成电路芯片中集成了CPU和其他电路，构成了一个完整的微型计算机系统。 除了CPU，微控制器还包括RAM、ROM、一个串行接口、一个并行接口，计时器和中断调度电路。虽然片上RAM的容量比普通微型计算机系统还要小，但是这并未限制微控制器的使用。 在后面可以了解到，微控制器的应用范围非常广泛。其中，微控制器的一个重要的特征是内建的中断系统。作为面向控制的设备，微控制器经常要实时响应外界的激励。 其二，应用领域。 微处理器通常作为微型计算机系统中的CPU使用，其设计正是针对这样的应用，这也是微处理器的优势所在。 然而，微控制器通常用于面向控制的应用，系统设计追求小型化，尽可能减少元器件数量。

第二章微处理器和指令系统习题选解

2.9如果GDT寄存器值为0013000000FFH，装人LDTR的选择符为0040H，试问装人描述符高速缓存的LDT描述符的起始地址是多少? 解:GDT寄存器的高32位和低16位分别为GDT的基址和段限，所以:GDT的基址=00130000H LDTR选择符的高13位D15~D3=000000001000B是该LDT描述符在GDT中的序号，所以: LDT描述符的起始地址= GDT的基址 十LDT描述符相对于GDT基址的偏移值 =00130000H+8×8=00130040H 2.10假定80486工作在实模式下，(DS)=1000H, (SS)=2000H, ( SI ) = El07FH, ( BX )=0040H, (BP) = 0016H，变量TABLE的偏移地址为0100H。请间下列指令的源操作数字段是什么寻址方式?它的有效地址(EA)和物理地址(PA)分别是多少? (1)MOV AX，[1234H ] (2) MOV AX, TABLE (3) MOV AX，[BX+100H] (4) MOV AX,TABLE[BPI[SI] 解:(1)直接寻址，EA=1234H , PA =(DS)×16+EA=11234H。 (2)直接寻址，EA= O100H,PA= (DS)×16+EA=10100H。 （3）基址寻址，EA=（ EBX)+100H =0140H,PA= (DS) × 16+EA=10140H。 （4)带位移的荃址加变址寻址。（EA）= (BP)+[SI]十TABLE的偏移地址=0195H PA=(SS)×16+EA=20195H} 2.11下列指令的源操作数字段是什么寻址方式? (1)MOV EAX ， EBX (2)MOV EAX，[ ECX] [EBX ] （3) MOV EAX，[ESI][EDX * 2] （4）MOV EAx，[ ESI*8] 解:（1）寄存器寻址。 （2）基址加变址寻址。 (3)基址加比例变址寻址。 (4)比例变址寻址。 2.12分别指出下列指令中源操作和目的操作数的寻址方式。 式表示出EA和PA。 (1)MOV SI,2100H （2）MOV CX, DISP[BX] （3) MOV [SI] ,AX （4）ADC AX，[BX][SI] （5）AND AX，DX （6) MOV AX，[BX+10H] (7) MOV AX,ES:[BX] (8) MOV Ax, [BX+SI+20H] (9) MOV [BP ].CX (10) PUSH DS 解:(1) 源操作数是立即数寻址;目的操作数是寄存器寻址。 （2）源操作数是基址寻址，EA=（BX）+DISP，PA=（DS）×16+（BX）+DISP 目的操作数是寄存器寻址。 （3)源操作数是寄存器寻址; 目的操作数是寄存器间接寻址，EA=（SI).PA=（DS) × 16十(SI)。 （4）操作数是基址加变址寻址，EA= （BX）+（SI).PA= （DS) × 16十（BX）+(SI) 目的操作数是寄存器寻址。 （5)源操作数和目的操作数均为寄存器寻址。 （6）源操作数是基址寻址，EA=（BX）+10H.PA= （DS) × 16十(BX)+10H 目的操作数是寄存器寻址。 （7）源操作数是寄存器间接寻.EA= （Bx).PA= （ES) × 16+（BX）

第二章 微处理器

第二章微处理器 一、教学内容： 1.概述 2.8088/8086微处理器 3.80286微处理器 4.80X86/Pentium微处理器 二、要求熟练掌握8086微处理器的组成原理、各功能部件的作用。 三、重点掌握16位微处理器的体系结构、各种寄存器的用途。 四、难点在于对整个CPU的各功能部件的结构组成、工作原理、概念的论述等方面的理解。 五、本章分为4讲，每讲2学时。 第一讲8088/8086微处理器 尽管微处理器已进入了Pentium时代，其内部结构和性能也发生了巨大的变化，但其基本结构仍然和早期的8086/8088 相似，可以说8086/8088 是80X86系列芯片的基础。 1.8086/8088 微处理器的内部结构 8086/8088 是Intel系列的16位微处理器，它是采用HMOS工艺制造的，内部包含约29000个晶体管，用单一的+5V电源，时钟频率为 5MHz～10MHz。 8086有16根数据线和20根地址线，其寻址空间达1M字节；8088是一种准16位微处理器，它的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，但对外的数据总线只有8条。8086/8088 芯片内设有硬件乘除指令部件和串处理指令部件，可对位、字节、字串、BCD码等多种数据类型进行处理。 1)总线接口单元BIU和执行单元EU

①总线接口单元BIU ?BIU的功能是8086 CPU与存储器或I/O设备之间的接口部件，负责全部引脚的操作。具体来说，BIU负责产生指令地址，根据指令地址从存储器取出指令，送到指令队列中排队或直接送给EU去执行。 ?BIU也负责从存储器的指定单元或外设端口中取出指令规定的操作数传送给EU，或者把EU的操作结果传送到指定的存储单元或外设端口中。 ?BIU内部设有4个16位的段寄存器：代码段寄存器CS (Code Segment)、数据段寄存器DS (Data Segment)、堆栈段寄存器SS (Stake Segment)、附加段寄存器ES (Extra Segment)。 ?一个16位的指令指针寄存器IP (Instruction Pointer) ?6字节指令队列缓冲器。 ?20位地址加法器和总线控制电路。 ②执行单元EU ?执行单元EU的功能是从BIU的指令队列中取出指令代码，然后执行指令所规定的全部功能。 ?在执行指令的过程中，如果需要向存储器或I/O传送数据，则EU向BIU 发出访问存储器或I/O的命令，并提供访问的地址和数据。 ?16的算术逻辑单元ALU (Arithmetic and Logic Unit) ?16位的状态标志寄存器F (Flags)

8086-16位微处理器介绍

第二章 8086/8088（16位）微处理器 第一节、16位微处理器 第一代微处理器 1971年Intel 公司推出4004和8008，是4和8位微处理器，采用PMOS 工艺。 第二代微处理器 1974年推出的8080、M6800、Z-80等，是8位微处理器，采用NMOS 工艺。 第三代微处理器 70年代后期Intel 公司推出8086/8088、Motorola 公司M68000、Zilog 公司的Z8000，是16位微处理器，采用HMOS 工艺。80年代以来，Intel 公司推出80186用80286，与8086/8088兼容。 第四代微处理器 1985年，推出的80386及M68020是32位微处理器。1989年推出80486。 1993年推出Pentium 及80586等更高性能的32位和64位微处理器。 第二节8086/8088CPU 结构 微处理器 8086, 8088结构类似，内部都是16位总线，但外部性能是有区别。 8086CPU 功能结构分为两部分：总线接口部件BIU ，执行部件EU 。 两部分各自执行自己的功能并行工作，这种工作方式与传统的计算机在执行指令时的串行工作相比极大的提高了工作效率。 计算机执行程序时，CPU 的工作顺序是：取指令 执行指令 再取指令 再执行指令．．．特点：CPU 串行工作。 8086CPU 工作顺序是：取指令，执行指令同时进行。特点：CPU 并行工作。 一、执行部件 数据

4个通用寄存器 : A X , B X , C X , D X 4个专用寄存器 S P , B P , S I , D I 算术逻辑部件：ALU 8086/8088的EU 的特点 1个标志寄存器： F R ；分成两类：状态标志、控制标志 F R 的格式： 二、总线接口部件BIU ?功能：负责与存储器、I/O 端口传送数据 ?BIU 的组成： ?4个段地址寄存器（16位）：CS 、DS 、ES 、SS ?16位指令指针寄存器IP ?20位地址加法器 ?6字节的指令队列 ?一条指令20地址的形成：由代码段CS 左移4位后与指令指针寄存器IP 内容相加得到 注意： 指令执行单元（EU ）的功能：一般情况下，指令按照它存放的顺序先后执行，EU 源源不断地从指令队列中取得指令代码，达到满负荷地连续执行指令而省去“取指令”的时间。指令执行过程如果需要访问存储器取操作数，那么EU 会将访问地址送给BIU ，等待操作数到达，然后继续操作。遇到转移指令，BIU 会将指令队列中的后继指令作废，从新的地址重新取指令。这时，EU 要等待BIU 将取到指令装入队列后，才能继续执行。这两种情况下，EU 和BIU 的并行操作会受到一定影响，这是采用重叠操作方式不可避免的现象。 EU 中的算术逻辑运算单元ALU 可完成16位或8位的二进制运算，运算结果可通过内部总线送到通用寄存器或者送往组成BIU 的内部通信寄存器中，等待写入存储器。16位暂存器用来暂存参加运算的操作数。经ALU 运算后的结果特征置入标志寄存器FLAGS 中保存。 EU 控制器负责从BIU 的指令队列中取指令，并对指令译码，根据指令要求向EU 内部各部件发出控制命令以实现各条指令的功能。 总线接口单元BIU ：一般情况下，BIU 通过地址加法器形成某条指令在存储器中的物理地址后，从存储器中取出该条指令的代码送入指令队列。一旦指令队列中空出2B ，BIU 将自动进行读指令的操作以填满队列。只要收到EU 送来的操作数地址，BIU 将立即形成这个操作数的物理地址，完成读写操作。遇到转移类指令，BIU 将指令队列中剩余的指令作废，重新从存储器新的地址单元中取指令并送入指令队列。BIU 中的指令队列可存放6B 的指令代码，一般情况下应保证指令队列中填满指令，使得EU 可以不断地得到等待执行的指令。 EU 送来的存储器地址称为逻辑地址。由16位“段基址”和16位“偏移地址”（段内地址）组成。访问存储器的实际地址称为物理地址，用20位二进制表示。地址加法器用来完成由逻辑地址变换成物理地址的功能。这实际上是进行一次地址加法，将两个16位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 较验 进位 辅助进 位 零标志 符号标志 跟踪标 志 中断标志 方向标志 溢出标标志

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第二版)答案全

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第二版)答案全

一 1.2 以集成电路级别而言，计算机系统的三个主要组成部分是什么？ 中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片 1.3 阐述摩尔定律。 每18个月，芯片的晶体管密度提高一倍，运算性能提高一倍，而价格下降一半。 1.5 什么是SoC？什么是IP核，它有哪几种实现形式？ SoC：系统级芯片、片上系统、系统芯片、系统集成芯片或系统芯片集等，从应用开发角度出发，其主要含义是指单芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能系统。 IP核：满足特定的规范和要求，并且能够在设计中反复进行复用的功能模块。它有软核、硬核和固核三种实现形式。 1.8 什么是嵌入式系统？嵌入式系统的主要特点有哪些？ 概念：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统，即“嵌入到应用对象体系中的专用计算机系统”。 特点：1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。 2、嵌入式系统式将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。 3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。

4、嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有以下不同点。 ①软件要求固体化，大多数嵌入式系统的软件固化在只读存储器中； ②要求高质量、高可靠性的软件代码； ③许多应用中要求系统软件具有实时处理能力。 5、嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行的，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。 6、嵌入式系统本身不具备自开发能力，设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。 二 2.2 完成下列逻辑运算 （1）101+1.01 = 110.01 （2）1010.001-10.1 = 111.101 （3）-1011.0110 1-1.1001 = -1100.1111 1 （4）10.1101-1.1001 = 1.01 （5）110011/11 = 10001 （6）(-101.01)/(-0.1) = 1010.1 2.3 完成下列逻辑运算 （1）1011 0101∨1111 0000 = 1111 0101 （2）1101 0001∧1010 1011 = 1000 0001 （3）1010 1011⊕0001 1100 = 1011 0111

8086_8088_16位微处理器习题解答

8086/8088 16位微处理器习题解答 1．试说明8086/8088CPU中有哪些寄存器？各有哪些用途？ 答：寄存器组有（1）数据寄存器，含AX、BX、CX、DX四个通用寄存器，用来暂时存放计算过程中所遇到的操作数，结果和其它信息。（2）指针及变址寄存器，含SP、BP、SI、DI四个十六位寄存器，它们可以像寄存器一样在运算过程中存放操作数只能以字为单位使用。还用来在段内寻址时提供偏移地址。（3）段寄存器，含CS、DS、SS、ES，用来专门存放段地址。（4）控制寄存器，包括IP和PSW两个16为寄存器。IP是指令指针寄存器，用来存放代码段中的偏移地址。 PSW为程序状态字寄存器，由条件码标志和控制标志构成。条件码标志用来纪录程序运行结果的状态信息。包括OF、SF、ZF、CF、AF、PF。控制标志位有三个寄存器DF、IF、TF组成。2．是说明8086/8088CPU中标志位寄存器中各标志位的意义？ 答：OF溢出标志，在运算过程中，如操作数超出了机器能表示的范围则置1，否则置0。SF符号标志，运算结果为负时置1，否则置0。 ZF零标志，运算结果为0置1，否则置0 。 CF进位标志，记录运算是最高有效位产生的进位。 AF辅助进位标志，记录第三位的进位情况。 PF奇偶标志位，用来为机器中传送信息时可能产生的出错情况提供检验条件，当结果操作数中的1的个数为偶时置1。 DF方向标志位，在串处理指令中控制处理信息的方向。当DF=1时，每次操作后变址寄存器减量，这样就使串处理从高地址向低地址方向处理。IF中断标志，当IF=1时，允许中断，否则间断中断。TF陷阱标志，用于单步操作方式，当TF为1时，每条指令执行完后产生陷阱，由系统控制计算机。当TF为0时，CPU正常工作不产生陷阱。 3．哪些操作只能隐含使用某个段寄存器，而不能用其它段寄存器代替？哪些操作出隐含使用某个段寄存器外，还可以使用其它段寄存器？ 答：计算程序的地址隐含使用CS，正在执行的程序隐含使用SS,而数据的地址隐含使用ES 和DS。 4．8086/8088系列违纪在存储器中寻找存储单元时，逻辑地址由哪两个部分组成的？ 答：由段地址和偏移地址两部分构成。 5．设IBM PC微机内存中某个单元的物理地址是12345H，试完成下列不同的逻辑地址表示：（1）1234H:___H （2）____H:0345H 答：（1）1234H:05H (2) 1200H:0345H 6．假设某程序执行过程中，（SS）=0950H,(SP)=64H,试问该用户程序的堆栈底部物理地址是多少？ 答：(SS)*10H+(SP)=09564H 7．设堆栈段寄存器(SS)=0E4BH,程序中设堆栈长度为200H个字节。试计算出堆栈底部字单元物理地址，堆栈指针SP初始值（即堆栈中没有数据时）和SP初始值指向的物理地址。答：物理地址为：3E4B0H, SP的初始值为200H，指向的物理地址为：3E6B1H.。 8．设某用户程序（SS）=0925H,SP=30H,(AX)=1234H,（DX）=5678H,问堆栈的地址范围是多少？如现有两条进展指令： PUSH AX PUSH DS 试问两指令执行后，（SP）=?

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第二版)答案全

一 1.2 以集成电路级别而言，计算机系统的三个主要组成部分是什么？ 中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片 1.3 阐述摩尔定律。 每18个月，芯片的晶体管密度提高一倍，运算性能提高一倍，而价格下降一半。 1.5 什么是SoC？什么是IP核，它有哪几种实现形式？ SoC：系统级芯片、片上系统、系统芯片、系统集成芯片或系统芯片集等，从应用开发角度出发，其主要含义是指单芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能系统。 IP核：满足特定的规范和要求，并且能够在设计中反复进行复用的功能模块。它有软核、硬核和固核三种实现形式。 1.8 什么是嵌入式系统？嵌入式系统的主要特点有哪些？ 概念：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统，即“嵌入到应用对象体系中的专用计算机系统”。 特点：1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。 2、嵌入式系统式将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。 3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。

4、嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有以下不同点。 ①软件要求固体化，大多数嵌入式系统的软件固化在只读存储器中； ②要求高质量、高可靠性的软件代码； ③许多应用中要求系统软件具有实时处理能力。 5、嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行的，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。 6、嵌入式系统本身不具备自开发能力，设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。 二 2.2 完成下列逻辑运算 （1）101+1.01 = 110.01 （2）1010.001-10.1 = 111.101 （3）-1011.0110 1-1.1001 = -1100.1111 1 （4）10.1101-1.1001 = 1.01 （5）110011/11 = 10001 （6）(-101.01)/(-0.1) = 1010.1 2.3 完成下列逻辑运算 （1）1011 0101∨1111 0000 = 1111 0101 （2）1101 0001∧1010 1011 = 1000 0001 （3）1010 1011⊕0001 1100 = 1011 0111 2.4 选择题

16位微处理器

第3章16位微处理器 教学重点：8086/8088CPU的结构，引脚及工作模式，读写时序 教学难点：读写时序 教学时数：8学时 教学内容：16位微处理器概述，8086/8088CPU的结构，8086/8088的引脚及工作模式，8086/8088的主要操作功能 教学方式：课堂讲授 教学要求： （1）掌握8086微处理器的内部结构、引脚功能和它的定时关系。 （2）掌握8086的寄存器结构和功能结构，最小组态与最大组态的区别，主要引脚的功能。 （3）理解指令周期、总线周期、时钟周期的概念，掌握存储器读和写典型时序图。 （4）掌握8086存储器中20位地址的形成和分段。 3.1 16位微处理器概述 微处理器(microprocessor)是微型计算机的运算及控制部件，也称中央处理单元(CPU)。它本身不构成独立的工作系统，因而它也不能独立地执行程序。通常，微处理器由算术逻辑部件(ALU)、控制部件、寄存器组和片内总线等几部分组成。 第一代微处理器是1971年Intel公司推出的4040和8008。它们是采用PMOS工艺的4位及8位微处理器，只能进行串行的十进制运算，集成度达到2,000个晶体管／片，用在各种类型的计算器中已经完全能满足要求。 第二代微处理器是1974年推出的8080，M6800及Z-80等。它们是采用NMOS工艺的8位微处理器，集成度达到9,000个晶体管／片。在许多要求不高的工业生产和科研开发中已可运用。这些8位微处理器构成的计算机系统对许多算术运算和其他操作都必须编制程序。典型8位微处理器有一条16位地址线，因此最多可寻址64K个存储单元，对于具有大量数据的大型复杂程序都可能是不够的。 20世纪70年代后期，超大规模集成电路(VLSI)投入使用，出现了第三代微处理器。 20世纪80年代以来，Intel公司又推出了高性能的16位微处理器80186及80286。它们与8086／8088向上兼容。80286是为满足多用户和多任务系统的微处理器，速度比8086快5～6倍。处理器本身包含存储器管理和保护部件，支持虚拟存储体系。 1985年，第四代微处理器80386及M68020推出市场，集成度达45万个晶体管／片。它们是32位微处理器，时钟频率达40MHz，速度之快、性能之高，足以同高档小型机相匹敌。 总之，20世纪70年代至今，微处理器的发展是其他许多技术领域望尘莫及的，如1989年推出了80486，1993年推出了Pentium及80586等更高性能的32位及64位微处理器，它也促进了其他技术的进步。 3.2 8086／8088 CPU的结构 8086 CPU从功能上可分为两部分，即总线接口部件(bus interface unit，缩写为BIU)和执行部件EU(execution unit)。8086的内部结构如图3.1所示。

32位嵌入式微处理器一览

作者：杨硕 由于嵌入式系统的专用型与定制性，与全球PC市场不同，没有一种微处理器或者微处理器公司可以主导嵌入式系统。本文分析了当前市场上主流的一些32位嵌入式微处理器的特点和应用场合，并对其未来发展做一些展望。这里只是按照体系结构分类，不涉及具体的处理器芯片。 一． ARM ARM处理器是由英国的ARM公司设计的32位RISC处理器。 毫无疑问，ARM芯片是嵌入式微处理器中的佼佼者，是很多数字电子产品的核心。如今95%的手机里面的核心处理器使用的都是ARM芯片，而ARM在整个手持市场上占有90%以上的份额，这是一个惊人的比例。 ARM公司的商业模式： ARM公司的成功除了其卓越的芯片设计技术以外，还源于其创新的商业模式：提供技术许可的知识产权，而不是制造和销售实际的半导体芯片。ARM将其芯片设计技术（内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案）授权给Intel，Samsung，TI，高通（Qualcomm），意法半导体等半导体制造商，这些厂商拿到ARM内核以后，再设计外围的各种控制器，和ARM核整合成一块SOC芯片，也就是我们看到的市面上的各种芯片，作为用户，我们也许不知道我们使用的是ARM芯片，但是我们可能天天都在感受着ARM芯片带给我们的智能体验。 图1-1 ARM的业务模型

ARM公司正是因为没有自己生产芯片，从而省去了IC制造的巨额成本，因此可 以专注于处理器内核设计本身，ARM处理器内核不但性能卓越而且升级速度很快，以适应市场的变化。 由于所有的ARM芯片都采用一个通用的处理器架构，所以相同的软件可以在所有产品中运行，这正是ARM最大的优势，采用ARM芯片无疑可以有效缩短应用程序开发的与测试的时间，也降低了研发费用。 ARM生态产业链： ARM公司通过出售芯片技术授权，建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式。围绕着芯片设计产业，ARM公司整合了上下游的资源，逐渐形成了一条完整的生态产业链。ARM的合作伙伴包括半导体制造商，开发工具商，应用软件设计商以及培训商等。ARM公司统一了芯片设计的标准，芯片制造商生产的芯片符合统一的接口，为以后的开发提供了很大的方便；工具商专门开发基于ARM芯片的仿真器和开发工具；应用软件设计商开发基于ARM芯片的应用程序，培训商则提供与ARM相关的培训服务。 这样的一套完整的产业链使得ARM芯片的开放性和通用性都很好，很多公司开发嵌入式产品都倾向于选择ARM的芯片，因为软硬件开发都有比较成熟的方案，相关的人才也比较多，可以缩短开发的周期，使得产品能够尽快上市。而作为个人如果想学习嵌入式开发，ARM芯片也是首选的学习对象，相关的学习资料和开发工具都有很多。 目前全球已有超过700家的软硬件系统公司加入了ARM Connected Community，其中中国本土公司的成长很快，目前已经有超过70家加入了ARM生态伙伴系统。 下图为以ARM公司为核心的生态产业链，这个产业链还在不断壮大： 图1-2 以ARM为核心的生态系统

ARM微处理器概述

ARM微处理器概述 ARM微处理器概述 ARM公司简介 ARM于1990年11月在英国伦敦成立，前身为Acorn['eik?:n]计算机公司Advance RISC Machines [m?'?i:n] (ARM) 全球领先的16/32位嵌入式RISC微处理器解决方案供应商。 ARM公司是知识产权（IP Intellectual [,int?'lektju?l, -t?u?l] Property ['pr?p?ti]）公司，本身不生产芯片，靠转让设计许可，由合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。 目前，全世界有几十家著名的半导体公司都使用ARM公司的授权，其中包括摩托罗拉、IBM、Intel、SONY、NEC、LG、ATMEL等，从而保证了大量的开发工具和丰富的第三方资源，它们共同保证了基于ARM处理器核的设计可以很快投入市场。 ARM公司已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。 ARM微处理器的特点 采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点： ●体积小、低功耗、低成本、高性能； ●支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件； ●大量使用寄存器，指令执行速度更快； ●大多数数据操作都在寄存器中完成； ●寻址方式灵活简单，执行效率高； ●指令长度固定。 ARM体系结构 ARM体系结构的版本 ARM指令集体系结构，从最初开发至今已有了重大改进，而且将会不断完善和发展。为了精确表达每个ARM实现中所使用的指令集，到目前ARM体系结构共定义了7个版本，以版本号v1～v7表示。 1. 版本1（v1） 基本数据处理指令（不包括乘法）。 字节、字以及半字加载/存储指令。 分支（branch [brɑ:nt?, br?nt?]）指令，包括用于子程序调用的分支与链接（branch-and-link）指令。 软件中断指令，用于进行操作系统调用。 26位地址总线。 使用此版本的处理器核：ARM1 2. 版本2（v2）

微处理器的主要组成部分

微处理器的主要组成部分 （资料来源：中国联保网） 微处理器由算术逻辑单元（ALU，Arithmetic Logical Unit）；累加器和通用寄存器组；程序计数器（也叫指令指标器）；时序和控制逻辑部件；数据与地址锁存器/缓冲器；内部总线组成。其中运算器和控制器是其主要组成部分. 算术逻辑单元 算术逻辑单元ALU主要完成算术运算（+，－、×、÷、比较）和各种逻辑运算（与、或、非、异或、移位）等操作。ALU是组合电路，本身无寄存操作数的功能，因而必须有保存操作数的两个寄存器：暂存器TMP和累加器AC，累加器既向ALU提供操作数，又接收ALU的运算结果。 寄存器阵列实际上相当于微处理器内部的RAM，它包括通用寄存器组和专用寄存器组两部分，通用寄存器（A，B，C，D）用来存放参加运算的数据、中间结果或地址。它们一般均可作为两个8位的寄存器来使用。处理器内部有了这些寄存器之后，就可避免频繁地访问存储器，可缩短指令长度和指令执行时间，提高机器的运行速度，也给编程带来方便。专用寄存器包括程序计数器PC、堆栈指示器SP和标志寄存器FR，它们的作用是固定的，用来存放地址或地址基值。其中： A）程序计数器PC用来存放下一条要执行的指令地址，因而它控制着程序的执行顺序。在顺序执行指令的条件下，每取出指令的一个字节，PC的内容自动加1。当程序发生转移时，就必须把新的指令地址（目标地址）装入PC，这通常由转移指令来实现。 B）堆栈指示器SP用来存放栈顶地址。堆栈是存储器中的一个特定区域。它按“后进先出”方式工作，当新的数据压入堆栈时，栈中原存信息不变，只改变栈顶位置，当数据从栈弹出时，弹出的是栈顶位置的数据，弹出后自动调正栈顶位置。也就是说，数据在进行压栈、出栈操作时，总是在栈顶进行。堆栈一旦初始化（即确定了栈底在内存中的位置）后，SP的内容（即栈顶位置）使由CPU自动管理。 C）标志寄存器也称程序状态字（PSW）寄存器，用来存放算术、逻辑运算指令执行后的结果特征，如结果为0时，产生进位或溢出标志等。 定时与控制逻辑是微处理器的核心控制部件，负责对整个计算机进行控制、包括从存储器中取指令，分析指令（即指令译码）确定指令操作和操作数地址，取操作数，执行指令规定的操作，送运算结果到存储器或I/O端口等。它还向微机的其它各部件发出相应的控制信号，使C PU内、外各部件间协调工作。