8086的复位与启动 CPU执行指令的步骤

东北大学-计算机硬件技术基础

CPU执行指令的步骤

取指令 Fetch

指令译码 Decode

执行指令 Execute

回写 Write-back

修改指令指针

1. 取指令
   将CS和IP的内容通过地址加法器得到指令的物理地址，经地址译码器选址后将指定单元中的指令取入CPU的IR当中。

2. 译码
   ID对IR中的指令进行译码，分析指令的操作码（执行什么操作）和操作数（具体数，存放位置），以及操作结果的存放位置，并由控制器向存储器，运算器等有关部件发出指令所需要的微命令，如：取操作数，运算等。

3. 执行：

• 如果操作数在CPU内部的寄存器中，则直接将操作数送往运算器
• 如果操作数在存储器中，则由控制器根据指令给出的地址，从指定的存储单元取得操作数，经数据暂存器送往运算器。
• 如果操作结果要写入存储器，由控制器根据写入地址，将数据经由数据暂存器写入指定的存储单元，或者按照指令要求写入CPU内部的寄存器。

1. 修改指令指针
   IP的内容自动修正（根据DF来决定加还是减）指向要执行的下一条指令。遇到转移指令时，控制器会把转移地址送入IP来更新内容

RESET信号

当CPU接收到有效的RESET信号且至少维持4个时钟周期，不管之前在执行什么动作，只要正常供电，8086就结束现行操作，进入复位状态，直到RESET信号失效。在复位状态下，CPU内部的各寄存器被置为缺省值。

寄存器	复位后默认值
CS	FFFFH
IP	0000H
DS,SS,ES	0000H
FLAGs	0000H
指令队列	清空
其他寄存器	0000H

缺省的CS和IP的内容，通过地址加法器得到FFFF0H，这就是复位后的第一条指令地址。

FFFF0H处存放了一条无条件转移指令，用来转移到固化在主板BIOS里的一段系统程序的入口。这样，系统一旦被启动仍自动进入程序，开始正常工作。

复位时，FR被清空，IF = 0, 此时不接受INTR信号

复位操作时序