8086存储器组织和IO组织 奇偶分体

8086的存储器组织

存储器的基本存储单位是字节，每个字节用唯一的地址码表示。

若存放的信息是8位的字节数据，将按顺序存放；

若存放的信息是16位的字数据，则将字的高位字节放在高地址中，低位字节放在低地址中（8086属于小端处理器）；

若存放的信息是32位的双字指针数据，其低位地址中的字数据是偏移量，高位地址中的字数据是段基址。

存储器引脚


地址线 A0- An

地址输入用来选择存储器件中的一个存储单元。

数据线 D0-Dn

通过数据线输入数据存储，也能够提取数据。

选择线 CS*（片选）

选择线上信号为逻辑0时，存储器件执行一次读或写操作。如果是逻辑1，则存储器件不能进行读或写操作（处于禁用状态）

控制线 OE* WE*

OE（Output Enable），WE（Write Enable）

字数据的存取——奇偶分体

为了能对存储器进行字节寻址和整字（16位）的读写，把存储器分成容量相等的两个字节存储体——“偶存储体”和“奇存储体”，所谓奇偶分体。


如图所示，相邻的地址位于不同的存储体中，属于低位多体交叉存储器

偶存储体同DB的低8位D7-D0相连

奇存储体同DB的高8位D15-D8相连

AB的An-A1同两个存储体中的地址线An-1-A0

最低位地址线A0和BHE*用来选择存储体（根据半字边界对齐的要求，最低位默认为0，A0可移做他用）

这样可以选择：

传送两个字节（整字数据）

传送奇地址的高位字节

传送偶地址的低位字节

存放字数据时：

低地址为偶数，高地址为奇数存放的字被称为规则字

低地址为奇数，高地址为偶数存放的字被称为非规则字

读取规则字时，D7-D0传输偶存储体中的低8位数据，D15-D8传输奇存储体中的高8位数据。

读取非规则字时，因为A0地址线用作了奇偶体选择，所以存储器收到的地址都是偶数，不能从起始的奇数地址开始读。所以读取非规则字时，需要分开读取。

第一个总线周期

D15-D8从奇地址单元读取数据高8位

第二个总线周期

D7-D0从偶地址单元读取数据的低8位。

对于8086，非规则字的读取需要两个总线周期，规则字的读取只需要一个总线周期

对于8088，非规则字和规则字都要用两个总线周期（8088仅有8条数据线，16位的数据一定要读两遍）。

微机原理的问题：为什么8086存取一个非规则字比存取一个规则字多用一个总线周期？

分段管理

8086有20根地址线，拥有220=1M字节的内存空间，但8086的内部寄存器是16位的，只能直接寻址64KB的地址空间（216字节），为此16位微处理器引入分段概念。

8086把1MB空间分为若干逻辑段，每个段最多可以包含64KB的连续存储单元。

段和段之间可以是连续的，分开的，部分重叠的或完全重叠的。

每个段的起始地址值又叫段基址（Base Address），段区的分配工作由操作系统完成，也允许程序员手动指定。

物理地址和逻辑地址

物理地址：

CPU和存储器进行数据交换时使用的地址，是唯一能够表示存储空间每个字节单元的地址。用20位二进制数或5位十六进制数表示。

逻辑地址：

由两部分组成

段基址

偏移量

偏移量是指存储单元所在位置离段基址的偏移距离，又称偏移地址。基址和逻辑地址都用无符号16位二进制数或4位十六进制数表示。

物理地址 = 逻辑地址左移4位 + 偏移地址（通过地址加法器完成）

段基址来源于4个段寄存器，偏移地址来源于SP,BP,SI,DI和IP


I/O组织

8086系统和外设之间都是通过I/O芯片联系的。每个I/O芯片都有一个端口或者几个端口，一个端口对应芯片内部的一个寄存器或者一组寄存器。微机系统要为每个端口分配一个地址，这个地址叫端口号。

8086是用地址线的低16位来寻址8位I/O端口的，因此CPU可访问216 = 65536个I/O端口，并且，I/O端口的64KB寻址空间不需要分段。

通过M/IO*信号可以区分当前访问的是存储器还是I/O地址