BÀI TẬP LỚN MÔN : KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về CPU 8088 của Intel và nguyên lý làm việc thông qua

các chân tín hiệu.
Nội dung & yêu cầu: Trình bày được sơ đồ chân, chức năng các chân tín hiệu. Sơ đồ
khối, chức năng các khối, đặc điểm và chức năng các thanh ghi để thấy được nguyên
lý làm việc của vi xử lý 8088.
Lớp KHMT 3 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

NHÓM 6:
1. Võ Văn Trí.
2. Uông Ngọc Hưng.
3. Trần Văn Huy.
4. Vũ Hữu Trí.
5. Bùi Văn Tuấn.
[1]


MỤC LỤC:
Mục lục............................................................Error: Reference source not found
Phần I: Tìm hiểu về CPU 8088 của Intel............................................................... 3
1.1: Giới thiệu
chung…………………………………………………………………………………..3
1.1: Các đặc tính kĩ thuật chủ yếu……………………………………………..3

Phần II: Sơ đồ khối và chức năng của các khối.................................................
2.1: Các khối trong cpu 8088…………………………………………………4
2.2: ALU……………………………………………………………………….5
2.3: BIU………………………………………………………………………...5
2.4: EU…………………………………………………………………………6


8086. Chỉ khác 8086 ở kênh chuyển dữ liệu với bên ngoài. 8088 sử dụng kênh dữ liệu 8 bit
nên việc truyền dữ liệu giữa các thanh ghi trong nó với bộ nhớ trong nó chậm hơn so với
8086. Đây là một bước lùi về kĩ thuật nhưng đem lại nhiều lợi ích về kinh tế. Tại thời điểm
lịch sử đó, bus DataMaster 8 bit đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường, nhiều loại card
mở rộng và các chip hỗ trợ có sẵn trên thị trường là loại 8 bit nên có giá thấp hơn loại 16 bit
tương ứng. Việc sử dụng bus dữ liệu 8 bit giúp cho người sử dụng khi nâng cấp máy có thể
tận dụng được các card 8 bit trong các máy cũ cũng như chỉ phải mua mới với giá thấp.
đồng thời cũng giúp cho các nhà sản xuất các máy tương thich IBM PC có thêm nhiều cơ
hội lựa chọn sản phẩm của các hãng khác nhau. Chiến lược phát triển có tính thừa kế như
vậy đã góp phần làm cho khách hàng của IBM ngày càng gia tăng. Bộ vi xử lý này sẽ còn
được sử dụng rộng rãi trong thời gian tới do tính kế thừa của các sản phẩm trong họ x86.
Các chương trình viết cho 8088 vẫn chạy được trên các hệ thống tiên tiến sau này.
[3]


Phần II: Sơ đồ khối và chức năng của các khối.
2.1 Các khối trong cpu 8088:
Sự hoạt động của bộ vi xử lý 8088 thực sự là việc thức hiện lặp đi lặp lại 3 thao tác chính
là lấy lệnh (fetch), giải mã lệnh (decode) và thực hiện (execute). CPU 8088 gồm 2 khối
chính:
-

EU (Execution Unit): Đơn vị (khối) thực hiện lệnh.

- BIU (Bus Interface Unit): Đơn vị giao tiếp bus (khối tương thích bus) để điều khiển
bus hiệu quả hơn.
Việc chia CPU làm 2 thành phần làm việc đồng thời có liên hệ với nhau qua đệm
lệnh làm tăng đáng kể tốc độ xử lý trên CPU. Các bus trong CPU có nhiệm vụ truyền
tải tín hiệu giữa các khối. Trong số các bus đó có bus dữ liệu 16 bit của ALU, bus các
tín hiệu điều khiển của EU và bus trong của hệ thống ở BIU. Trước khi đi ra bus



BIU được dùng để trực tiếp truy xuất hoặc phối ghép với các bộ phận khác của máy
tính.
BIU gồm 3 khối chức năng:
-

Đơn vị điều khiển BUS

-

Hàng chứa lệnh

-

Điều khiển địa chỉ

Đơn vị điều khiển BUS ( Bus control unit): dùng để thực hiện thao tác BUS đối với
MP. Nó tiếp nhận và tạo các lệnh, dữ liệu và các tín hiệu điều khiển giữa MP với các bộ nhớ
khác của hệ. Ví dụ, xác định hướng di chuyển của dữ liệu trên BUS dữ liệu bằng đường dây
điều khiển DT/R (data transmit/receive ) phát hoặc thu dữ liệu.\
Hàng chứa lệnh ( Instruction Queue ): dùng để lưu trữ tạm thời các lệnh sẽ được thực
hiện trong EU. Thông qua đơn vị điều khiển BUS. BIU nhận trước các lệnh và cất chúng
tạm vào hàng chứa lệnh. Đây là công việc tốn nhiều thời gian.

BIU đưa ra địa chỉ, đọc mã lệnh từ bộ nhớ, đọc/ghi dữ liệu từ cổng vào hoặc bộ nhớ.
Nói cách khác, BIU chịu trách nhiệm đưa địa chỉ ra bus và trao đổi dữ liệu với bus.
Trong BIU còn có một bộ nhớ đệm với dung lượng 4 byte dùng để chứa các mã lệnh để
chờ EU xử lý ( Bộ đệm này còn được gọi là hàng đợi lệnh).
° Hàng đợi: là tập thanh ghi

Phần III: Đặc diểm và chức năng của các thanh ghi.
3.1 Các thanh ghi chức năng:
Trong khối EU có 4 thanh ghi đa năng 16 bit Ax, Bx, Cx, Dx. Điều đặc biệt là mỗi khi
cần chứa các dữ liệu 8 bit thì mỗi thanh ghi có thể được phân chia thành 2 thanh ghi 8 bit
cao và 8 bit thấp để làm việc độc lập nhau, đó là các tập thanh ghi AH và AL, BH và BL,
CH và CL, DH và DL ( trong đó H chỉ phần cao, L chỉ phần thấp). Mỗi thanh ghi có thể
được sử dụng một cách vạn năng để chứa các tập dữ liệu khác nhau nhưng cũng có nhưng
công việc nhất định chỉ thao tác với một vài thanh ghi nào đó. Chính vì vây các thanh ghi
thường được gắn các tên cụ thể như sau:
•
Ax (Accumulator, Acc): thanh chứa, chứa tạm thời dữ liệu (toán hạng, kết quả
các phép toán nhân, chia và được coi là Acc). Ax có thể đc phân chia thành
AH( phần cao) và AL (phần thấp). Nếu kết quả là 8 bit thì thanh ghi Ax được coi là
thanh ghi tích lũy.
•
Bx (Base): Thanh ghi cơ sở, thường được dùng để chưa địa chỉ cơ sở cần truy
nhập trong lệnh XLAT. BX có thể được phân chia thành BH (Phần cao) và BL
(Phần thấp).
•
Cx (Count): Bộ đếm, thường được dùng để đếm số lần lặp của công việc (số
vòng lặp trong các vòng lặp). Cx có thể được chia thành CH (phần cao) và CL (phần
thấp). CH thường được dùng để chứa số lần lặp trong các lệnh LOOP, còn CL
thường chứa các số lần dịch hoặc quay trong các lệnh dịch quay thanh ghi.
•

Dx (Data): Thanh ghi dữ liệu , sử dụng để chứa toán hạng , kết quả. Ax và Dx
dung để chứa toán hạng hoặc kết qủa của các phép nhân chia số 16 bit. Dx còn
[7]



Ta có các cặp SP, BP đi với SS và SI, DI đi với DS.
Trong các lệnh thao tác với dữ liệu kiểu chuỗi thì cặp ES: DI luôn ứng với địa chỉ của
phần tử thuộc chuỗi đích còn cặp DS: SI ứng với địa chỉ của phần tử thuộc chuỗi nguồn.
3.3 Thanh ghi cờ:
Đây là thanh ghi 16 bit, mỗi bit được sử dụng để thể hiện một trạng thái của bộ vi xử
lý tại một thời điểm nhất định trong quá trình thực hiện chương trình dãy các câu lệnh,
nhưng chỉ dung 9 bit đối với bộ vi xử lý 8088. Mỗi bit đó được gọi là một cờ (flag).
Giá trị của mỗi cờ được biểu diễn bằng các kí hiệu gợi nhớ như cách biểu diễn của
chương trình Debug của DOS. Dựa vào cờ này người lập trình có thể có các lệnh thích
hợp tiếp theo cho bộ vi xử lý. Thanh ghi cờ 16 bit nhưng người ta chỉ dùng hết 9 bit của
nó để làm các bit cờ như hình vẽ dưới đây:
15
x

14
x

13
X

12
X

11
O

10
D

9



CF (Carry Flag): Cờ nhớ (cờ tràn).
CF = 1 (CY – Carry) khi kết quả phép toán vượt (tràn) khuôn khổ biểu diễn (có
nhớ (mượn) lên trên (từ) MSB), CF = 0 (NC – No Carry) trong trường hợp ngược
lại. Cờ này thường được sử dụng khi thực hiện các phép cộng, trừ các số byte.
Ví dụ:
1011 0001
+

0110 1001
10001 1010

 AF (Auxilary Flag): Cờ nhớ phụ (tràn phụ - cờ bổ trợ).

[9]


Cờ này có ý nghĩa khi ta làm việc với số BCD, AF = 1 (AC – Auxilary Carry) khi
có nhớ hoặc mượn từ một số BCD thấp (4 bit thấp) sang một số BCD cao (4 bit
cao) và AF =0 (NA – No Auxilary carry) trong trường hợp ngược lại.
 SF (Sign Flag): Cờ dấu. Trong bộ vi sử lý 8088 các số âm được biểu diễn dưới
dạng số bù 2, nên phải dùng cờ SF để chỉ thị dấu của kết quả.
SF = 1 (NG – NiGative), khi kết quả phép toán là một số âm, SF = 0 (PL – Plus)
trong trường hợp ngược lại.
 ZF (Zero Flag): Cờ rỗng.
ZF = 1 (ZR – Zero) khi kết quả phép toán = 0, ZF = 0 (NZ-Non Zero) trong
trường hợp ngược lại.
 OF (Overflow Flag): Cờ tràn


3.4 Thanh ghi đoạn:
Thông thường, bộ nhớ của chương trình máy tính chia làm các đoạn phục vụ các
chức năng khác nhau như đoạn chứa các câu lệnh, chứa dữ liệu. Trong thực tế, bộ vi xử
lý 8088 cung cấp các thanh ghi 16 bit liên quan đến địa chỉ đầu của các đoạn nói trên và
chúng được gọi là các thanh ghi đoạn củ thể là:
 CS (Code Segment): Thanh ghi đoạn mã, là thanh ghi địa chỉ đoạn mã lệnh,
chứa địa chỉ cơ sở (địa chỉ đoạn) của chương trình đang thực hiện.
 DS (Data Segment): Thanh ghi đoạn dữ liệu, là thanh ghi địa chỉ đoạn dữ
liệu, chứa địa chỉ đoạn của vùng dữ liệu mà chương trình đang thực hiện sử
dụng. Vùng này thường chứa các biến của chương trình.
 SS (Stack Segment): Thanh ghi đoạn ngăn xếp, là thanh ghi địa chỉ đoạn bộ
nhớ ngăn xếp (stack) của chương trình đang chạy.
 ES (Extra Segment): Thanh ghi đoạn dữ liệu phụ, là thanh ghi địa chỉ đoạn
dữ liệu bổ sung mà chương trình đang thực hiện sử dụng. Vùng này cũng
thường chứa các biến của chương trình.
Các thanh ghi đoạn 16 bit này chỉ ra địa chỉ đầu của các đoạn trong bộ nhớ, dung
lượng lớn nhất của mỗi đoạn nhớ này là 64 Kbyte và tại một thời điểm nhất đinh bộ vi xử lý
chỉ làm việc với bốn đoạn nhớ 64 bit này. Để xác định chính xác vị trí 1 ô nhớ của chương
trình các thanh ghi đoạn sẽ phối hợp với các thanh ghi đặc biệt khác còn gọi là các thanh ghi
lệch hay phân đoạn (offset register).
8088 có 20 bit địa chỉ, trong khi đó các thanh ghi quản lý bộ nhớ là 16 bit. Để xác định
một ngăn nhớ có địa chỉ 20 bit, dùng 2 thanh ghi 16 bit để xác định địa chỉ.
Địa chỉ luôn nằm trong 1 thanh ghi gọi là địa chỉ đoạn.
Địa chỉ lệch (offset) trong 1 thanh ghi khác (Ax, Bx, Cx,…)
Địa chỉ logic:DS:SI
DS:DI
DS:XX
Địa vật lý (phải là số 20 bit) được xác định như sau:
[11]


0
1

S4
0
0
1
1

Truy vấn đến các đoạn
Đoạn dữ liệu phụ (ES:)
Đoạn ngăn xếp (SS:)
Đoạn mã hoặc không đoạn nào
Đoạn dữ liệu

Bảng các bit trạng thái và việc truy nhập đến các thanh ghi đoạn.
(Hình vẽ: Đóng vỏ DIP 40 chân của 8088)
4.2 Các chân tín hiệu:
•
AD7 – AD0 [I/O]: Các chân dồn kênh cho tín hiệu phần thấp của bus địa chỉ
và dữ liệu. Khi xung ALE = 0 => báo cho mạch ngoài biết trên đường đó (các chân) có
tín hiệu dữ liệu (ALE: Address Latch Enable). Khi xung ALE = 1 => báo cho mạch
ngoài biết trên đường đó (các chân) có tín hiệu địa chỉ. Các chân này ở trạng thái trở
kháng cao khi 8088 nhận treo (Hold).
•
A15-A8[O]: Là các bit phần cao của bus địa chỉ. Các chân này ở trạng thái trở
kháng cao khi 8088 chấp nhận treo.
•
A16/S3, S17/S4, A18/S5, A19/S6 [O]: Là các chân dồn kênh cho địa chỉ phần
cao của tín hiệu trạng thái. (A: Address, S: Status). KhiALE = 0: Tại các chân này là tín

RESET [I]: Tín hiệu Reset tại 8088 (Trong chừng mực nào đó có thể coi tín
hiệu này là tín hiệu yêu cầu ngắt không che được). Khi tín hiệu RESET = 1 và kéo dài ít
nhất 4 chu kì của đồng hồ (4 xung clock) thì 8088 bị buộc phải khởi động lại, nó xóa
các thanh ghi: DS, ES,SS, IP và FR về 0 và bắt đầu thực hiện chương trình tại địa chỉ
CS:IP =FFFF:0000 (như khi khởi động, IF giảm giá thành hệ thống.
• IO/M [O]: Tín hiệu này phân biệt tại một thời điểm cụ thể nào đó phần tử nào
trong các thiết bị vào/ra (I/O) hoặc bộ nhớ (M: Memory) được chọn để trao
đổi dữ liệu với CPU. Trên Address bus lúc đó sẽ có các địa chỉ tương ứng
thiết bị. Chân này ở trạng thái trở kháng cao khi CPU chấp nhận treo.

• SS0 [O]: Đây là tín hiêu trạng thái. Tín hiệu này giống như S0 trong chế độ
Max và dùng kết hợp với IO/M, DT/R để giải mã các hoạt động của bus.
IO/M DT/R SS0 Chu kì điều khiển của bus
0
0
0
Đọc mã lệnh
0
0
1
Đọc bộ nhớ
0
1
0
Ghi bộ nhớ
0
1
1
Bus rỗi (nghỉ)
1
0
0
Chấp nhận yêu cầu ngắt
1
0
1
Đọc thiết bị ngoại vi
1
1
0


S1
0
0
1
1
0
0
1
1

S2 Chu kì điều khiển của bus
Tín hiệu
0
Chấp nhận yêu cầu ngắt
INTA
1
Đọc thiết bị ngoại vi
IORC
0
Ghi thiết bị ngoại vi
IOWC, AIOWC
1
Dừng (Halt)
Không
0
Đọc mã lệnh
MRDC
1
Đọc bộ nhớ

Trạng thái đệm lệnh
Không hoạt động
Đọc byte mã lệnh đầu tiên từ đệm lệnh
Đệm lệnh rỗng
Đọc byte tiếp theo thì đệm lệnh

[16]