《的最大工作模式》PPT课件.ppt

8086的最大工作模式,如果将8086的MN/MX#接地，CPU就工作在最大模式了。最大模式系统，既可以是规模较大的单处理器系统，也可以是多处理器系统。在多处理器系统中，包含两个或者两个以上的处理器，其中的8086是主处理器，其他处理器称作协处理器。最大模式一般用在中等规模的或者大型的8086系统中。为什么在最大的模式系统中需要总线控制器来产生总线控制信号呢？原因在于，最大模式系统包含有多个处理器，各个处理器之间需要共享总线，就必须解决主处理器和协处理器之间的协调工作问题。总线控制器8288就是用来完成这种功能的。与最小模式系统相比，最大模式的系统控制信号是通过8288总线控制器产生的。这些信号包括：地址锁存、数据使能、数据传输方向控制信号，存储器和I/O读写信号，以及中断应答信号等。我们了解了总线控制器8288的功能，就能够理解最大系统模式的典型配置方法。,1.引脚信号将MN/MX#信号接地，CPU就工作在最大模式。我们再对在最大模式下CPU引脚作一介绍。QS1，QS0(InstructionQueueStatus)状态：指令队列状态信号（标号25、24），输出。QS1、QS0组合起来表示前一个时钟周期中指令队列的状态，这组信号的设置为的是可以从外部对8086指令队列的动作进行跟踪。用于对芯片的测试。表4.2.5QS1QS0操作QS1=0QS0=0无操作QS1=1QS0=0队列为空QS1=0QS0=1从指令队列的第一个字节中取走代码QS1=1QS0=1除第一个字节以外，取后面字节的代码。,通常，QS1、QS0用于对CPU指令队列动作情况跟踪，用于对CPU的测试。总线周期状态信号（S2#、S1#、S0#）。S2#、S1#、S0#（BusCycleStatus）：总线周期状态信号（标号28、27、26），输出。这三个信号的组合表示当前执行的总线周期的类型。在最大模式下，用这三个信号作为总线控制器8288的输入，产生存储器、I/O的读、写等控制信号。S2#、S1#、S0#的组合意义参见表4.2.6。表4.2.6S2#S1#S0#总线周期的类型111无源状态110写内存101读内存100取指011暂停010写I/O001读I/O000中断响应,CPU工作在最小模式下，系统控制信号直接由CPU产生。在最大模式，系统控制信号则由总线控制器产生。CPU工作在最大模式时，不同总线周期S2#、S1#、S0#输出不同状态，S2#、S1#、S0#的不同组合指出CPU当前不同的总线周期。将S2#、S1#、S0#输入总线控制器8288进行译码，8288便根据不同总线周期产生产相应的总线控制信号。总线请求与允许信号RQ#/GT0#，RQ#/GT1#(Request/Grant)：总线请求信号/总线请求允许信号（标号31、30），双向。CPU以外的两个处理器可以分别用其中之一来请求总线，并接受CPU对总线请求的允许。其中RQ#/GT0#优先级高于RQ#/GT1#。最大方式下，总线请求有两组（线），每组可独立完成总线的申请和撤消，单线双向信号传递。,最大模式支持多处理器工作。与8086CPU配套的数值信号处理器8087以及IO处理器8089都具有RQ#/GT#信号。如果系统中具有8087或8089，则可利用RQ#/GT#信号，将他们相互连接，实现总线的请求与响应。（RQ#/GT#信号的连接关系和请求到响应的工作过程不做重点要求）需要指出的是，30、31号管脚在最小模式下，是系统的总线保持请求HOLD和总线保持响应HLDA信号，这组信号是支持系统中的DMA工作的。在最大模式下，他们用作支持多处理器的RQ#/GT#。LOCK#(Lock)：总线封锁信号（标号29），输出。用来封锁其它总线主的总线请求，当LOCK#为低电平时，系统中其他总线主就不能占用总线。LOCK#信号是由指令前缀LOCK产生的。在LOCK前缀后的指令执行完之后，硬件上便撤销了LOCK#信号。信号是由CPU的29号管脚上输出的电平信号。然而，LOCK#信号是受指令控制的，当CPU执行了具有总线封锁指令LOCK前缀的指令时，LOCK#管脚输出低电平，用他来封锁其他处理器对总线的请求。LOCK#为低，其他处理器不能占有总线。直至具有LOCK前缀的指令执行完之后，LOCK#才变为无效电平，输出高，撤消对其他处理器的总线封锁。,2.系统信号形成地址与数据总线形成（同最小方式）。系统控制信号。总线控制器8288。A.电路组成：由4部分电路组成。图4.2.16是8288总线控制器的结构框图。8288是20管脚与8086配套的总线控制器。它由状态译码电路、控制逻辑、命令信号发生器以及控制信号发生器组成。状态译码电路将CPU的总线周期状态信号S2、S1、S0译码，确定当前总线操作的类型，在控制逻辑作用下，由命令信号发生器产生命令信号存储器读写MRDC#、MWTC#，I/O读写IORC#、IOWC#以及中断应答信号INTA#。由控制信号发生器产生地址锁存使能ALE、数据信号使能DEN和数据流向控制DT/R#。控制信号发生器还生成一个输出信号MCE/PDEN#，当控制逻辑的I/O总线方式控制信号IOB输入不同时，MCE/PDEN#的作用不同，分别为（中断控制器）主片级连使能MCE（MasterCascadeEnable）和外部设备数据允许PDEN#(PeripheralDataEnable)。控制逻辑有4个输入端，时钟信号CLK、地址使能AEN#、命令信号使能CEN、IO总线方式控制信号IOB。,系统为单处理器时，IOB接地，此时，8288的MCE/PDEN#为中断控制器8259的主片级连使能MCE信号，这个信号作为包含多个8259中断控制器的系统8259主片和从片级连信号CAS0、CAS1、CAS2的控制信号。系统为多处理器系统配置时，IOB接+5V，8288的MCE/PDEN#作为PDEN#信号，它用做数据总线收发器的使能信号。我们曾在最小模式系统中解释过控制信号M/IO#、WR#、INTA#、ALE、DT/R#和DEN#信号，它们指出了数据传送的类型，提供了中断响应信号、锁存器控制信号和总线收发器控制信号。但在最大模式系统中，状态信号S2#、S1#、S0#隐含了这些信息。S2#、S1#、S0#的不同组合指出了CPU执行的不同总线操作。最大模式系统是通过总线控制器来产生诸如最小方式CPU所提供的那些系统控制信号的。8288的状态译码电路对来自CPU的S2#、S1#、S0#进行译码。控制逻辑的4个输入信号：时钟信号CLK来自系统时钟。地址使能AEN#由DMA控制器控制，AEN#为低时，系统由DMA控制总线，8288输出为高阻态。命令信号使能CEN控制命令信号发生器的输出，高有效。IO总线方式控制信号IOB则根据系统的配置情况连接不同的输入电平，控制信号发生器生成不同控制信号MCE或PDEN#。,B.8288输出的控制信号有：a.ALE：地址锁存使能，用于地址锁存器。和最小模式下的ALE意义相同。b.DEN：数据允许信号，用于控制数据收发器的选通。c.DT/R#：数据发送接收信号，用于控制数据收发器的数据传输方向。d.MCE/PDEN#：中断控制器主片级连使能(MasterCascadeEnable)外部设备数据允许(PeripheralDataEnable)。MCE/PDEN#的输出取决于IOB的状态，当IOB接地时，8288配合单处理器的工作方式，MCE/PDEN#管脚为中断控制器8259主片级连使能MCE信号，这个信号可以在包含多个8259A中断控制器的系统中作为主8259的级连控制信号，连接8259的SP#/EN#。如果系统为多处理器系统配置，IOB接+5V，8288的MCE/PDEN#作为PDEN#信号，它用做数据总线收发器的使能控制。,e.MRDC#(MemoryReadCommand)，存储器读命令，用来通知内存将被寻址的存储单元内容送上数据总线。f.MWTC#(MemoryWriteCommand)，存储器写命令，用来通知内存接受数据总线上来的数据，并将数据写入所寻址的内存单元。g.IORC#(I/OReadCommand)和IOWC#(I/OWriteCommand)，I/O端口的读、写命令，意义上与存储器命令信号类似，分别用于通知I/O接口将所寻址端口的数据送到数据总线或将数据写进所寻址的端口中。h.INTA#，作为CPU的中断响应信号，与最小模式中的中断响应信号相同。很显然，这些信号在每总线周期内只有一个有效，每个总线周期内只能是唯一的一种总线操作。了解了总线控制器8288的原理与作用以后，我们不难理解最大模式的典型配置的连接方法。,注意地址锁存器8282的锁存信号STB和数据驱动器8286的输出使能OE#、数据传送方向控制端T，它们不是像最小模式系统配置那样连接CPU的ALE、DEN#和DT/R#，由CPU直接控制。而是连接总线控制器8288，由8288产生与CPU类似的控制信号来进行控制的。只是8288输出的DEN高电平有效。8286的OE#是由8288的DEN和8259的SP#/EN#相与取非来控制的。8259是中断控制器，当CPU响应可屏蔽中断INTR时，由8259将中断类型码通过数据总线送往CPU，此时不能允许8286的被选通，8259的SP#/EN#输出的有效电平将8286封锁。因此，只有当8288的DEN和8259的SP#/EN#同时为高时，8286的OE#才输入低电平而被选通。8288的S2#、S1#、S0#则直接与CPU相连，在CPU的S2#、S1#、S0#控制下，产生不同的总线控制信号。,