8086 CPU与等待状态的存储器读时序分析

"本文主要介绍了8086系统中具有等待状态的存储器读时序。8086微处理器在T3状态时检测READY信号线，如果检测到该信号为低，则会在T3周期结束时插入一个Tw等待状态。在每个Tw周期的前沿，只有当READY信号变为高电平时，系统才会进入T4周期继续执行。这种机制用于处理存储器响应速度慢于CPU的情况，确保数据正确传输。此外，还概述了8086的内部结构，包括总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和指令执行部件EU（Execution Unit）的主要功能以及它们的工作流程。" 8086系统是基于8086微处理器构建的，它的存储器组织允许通过20位地址总线寻址高达1MB的内存空间。在8086系统中，CPU与外部设备和存储器的交互受到严格的时序控制。在读取存储器操作中，如果存储器不能在规定的时间内准备好数据，它会通过READY信号线向CPU发送一个低电平信号，指示需要额外的等待时间。 具有等待状态的存储器读时序是这样的：在读取操作的T3周期，CPU检查READY信号。如果READY信号为低，CPU会插入一个Tw等待状态，等待存储器准备数据。在每个Tw状态的前沿，CPU再次检查READY信号，直到信号变高，表明数据已经准备好，此时CPU进入T4周期，完成数据的读取。 8086内部结构分为两个主要部分：总线接口部件（BIU）和指令执行部件（EU）。BIU负责从内存中获取指令，通过16位数据总线（8086为16位，8088为8位）和20位地址总线进行20位地址计算，然后将指令送入6字节的指令队列。BIU还能处理指令指针（IP）的更新，以及根据指令类型调整指令队列。 另一方面，EU执行指令并完成指令操作。它包含通用寄存器、标志寄存器、算术逻辑单元（ALU）以及EU的控制系统。EU从指令队列中提取指令，进行译码，并根据指令要求控制内部组件来执行指令。如果指令涉及内存访问或其他复杂操作，EU会协调与BIU的工作，确保正确执行。 总结来说，8086系统中的等待状态机制确保了CPU与慢速存储器之间的同步，而其内部的BIU和EU分工协作，实现了高效的数据获取和指令执行。这一设计使得8086能够适应不同速度的外围设备，并有效处理各种复杂的计算任务。