与内存对话:英特尔 8088 处理器总线接口状态机内部

主要观点:1979 年 Intel 推出 8088 微处理器,IBM 于 1981 年在 IBM PC 中使用其成为计算机历史的关键节点,其 8 位总线与 8085 相似。8088 通过“T 状态”与内存和 I/O 设备通信,总线周期有 4 个 T 状态,实际为 6 步,包含复杂状态机。8088 采用分段机制计算 20 位内存地址,地址计算会在 T1 前进行,还用于修正指令指针值等。8088 会预取指令,存在等待状态和暂停指令等情况,这些因素使总线状态机复杂。

关键信息

  • 8088 是 16 位 8086 处理器的变体,IBM PC 选用其致 x86 架构成功。
  • 8088 总线周期由 4 个 T 状态组成,读和写周期略有不同。
  • 采用分段机制计算内存地址,有“TS”和“T0”准备状态。
  • 地址加法器用于计算地址、修正指令指针等。
  • 8088 会预取指令,可被总线请求、特定微指令等抢占。
  • 存在等待状态应对内存缓慢,暂停指令会停止总线操作等。

重要细节

  • 8088 内部与 8086 相似,大多描述适用于 8086 。
  • 地址计算需在 T1 前完成,连续总线周期可重叠节省时钟周期。
  • 地址加法器用于修正指令指针时,会运行特殊缩短内存周期。
  • 总线状态机通过状态图和逻辑门实现,“BUS-ACTIVE”信号控制总线活动。
  • 8088 总线状态机电路在芯片上布局独特,因特征尺寸大占较大面积。
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