總線接口部件

總線接口部件又名總線接口單元 (BIU、Bus Interface Unit)

它和執(zhí)行單元（EU）合稱為8086、8088兩大獨立工作單元。

BIU負責從內存指定區(qū)域取出指令傳送到指令隊列中排隊；執(zhí)行指令時所需要的操作數也由BIU從相應的內存區(qū)域取出，傳送給執(zhí)行部件EU。指令執(zhí)行的結果如果需要存入內存的話，也由BIU寫入相應的內存區(qū)域。總之，BIU同外部總線連接為EU完成所有的總線操作，并形成20位的內存物理地址。

總線接口部件由下列各部分組成：

（1）4個段地址寄存器：

CS——16位的代碼段寄存器；

DS——16位的數據段寄存器；

ES——16位的擴展段寄存器；

SS——16位的堆棧段寄存器；

（2）16位的指令指針寄存器IP；

（3）20位的地址加法器；

（4）6字節(jié)的指令隊列緩沖器。

(1) BIU和EU可以并行工作，提高CPU效率。BIU監(jiān)視著指令隊列。當指令隊列中有2個空字節(jié)時

，就自動把指令取到隊列中。

(2) EU執(zhí)行指令時，從指令隊列頭部取指令，然后執(zhí)行。如需訪問存儲器，則EU向BIU發(fā)出請求，由BIU訪問存儲器。

(3) 在執(zhí)行轉移、調用、返回指令時，需改變隊列中的指令，要等新指令裝入隊列中后，EU才繼續(xù)執(zhí)行指令。

80286 CPU內部分為4個獨立的處理部件：執(zhí)行部件(EU)、地址部件(Address Unit，AU)、指令部件(Instruction Unit，IU)和總線接口部件(BIU)。每個部件都可與其他部件異步并行操作。因此，80286 CPU的運行速度較8086 CPU的快。

286板執(zhí)行部件

執(zhí)行部件(EU)包括算術邏輯部件(ALU)及標志寄存器、通用寄存器隊列和控制電路等。EU中的控制電路接收已譯碼指令的69位內部碼，根據指令的要求產生執(zhí)行指令所需的控制電位序列后送入EU及其他部件，以便完成指令執(zhí)行并以操作結果影響標志位。EU中的通用寄存器用來暫存操作數和運算結果。此外，80286還增加了1個16位的機器狀態(tài)字(MSW)寄存器。

286板地址部件

地址部件(AU)包括物理地址發(fā)生器、段寄存器、段描述符高速緩沖存儲器等。它是80286 CPU中的地址管理部件。

當80286 CPU運行于實地址方式時，與8086 CPU一樣，AU負責將段地址與偏移地址組合起來形成20位物理地址。當80286 CPU運行于保護方式時，每次對存儲器存取操作(包括指令代碼預取)時，AU都必須做許可性檢查和當前任務的段限制檢查，以便測試本次存儲器存取操作是否違反了存儲器保護機制。若檢查后存儲器的存取操作是允許的，則AU就將邏輯地址(或虛擬地址)轉換成BIU使用的物理地址。為了實現存儲器存取操作的保護功能和加速邏輯地址向物理地址的轉換，AU中設置了一個段描述符高速緩沖存儲器。它可以與CPU中其他部件并行工作，不需要單獨占用CPU時間，且具有高速性能。

286板指令部件

指令部件IU包括指令譯碼器和已譯碼指令隊列。當BIU從程序代碼段預取來指令字節(jié)后，指令部件就將指令字節(jié)從預取隊列中取出，送入指令譯碼器。指令譯碼器將每個指令字節(jié)譯碼

變成69位的內碼形式，并存入已譯碼指令隊列中。已譯碼指令隊列共可保存3條被譯碼指令的內部碼，即容量為(69×3)位。

286板總線接口部件

BIU包括總線接口電路、預取器和6 B的預取隊列。BIU負責處理CPU和系統總線之間的所有通信和數據傳輸。也就是說，BIU處理對存儲器和I/O設備進行訪問時的總線操作，包括產生總線操作時使用的地址、命令和數據信號。

與8086/8088 CPU一樣，在CPU不使用總線進行操作數存取的空閑時間，BIU中的預取器從內存程序區(qū)中預取代碼存入6 B的預取隊列中。只要預取隊列中至少有2 B為空時，便可開始預取操作。由于執(zhí)行指令時，執(zhí)行部件必須等待數據從內存取出(如果需要)后方能執(zhí)行運算，因而數據存取請求與預取指令請求同時發(fā)生時，BIU將優(yōu)先處理數據存取操作。控制轉移類指令將使6 B預取隊列清零，并從轉移到的目標地址開始預取新的指令。

16位微處理器（圖中為8086微處理器）可分成兩個部分，一部分是執(zhí)行部件(EU)，即執(zhí)行指令的部分；另一部分是總線接口部件(BIU),與8086總線聯系，執(zhí)行從存儲器取指令的操作。微處理器分成EU和BIU后,可使取指令和執(zhí)行指令的操作重疊進行。EU部分有一個寄存器堆，由8個16位的寄存器組成,可用以存放數據、變址和堆棧指針、算術運算邏輯單元(ALU)執(zhí)行算術運算和邏輯操作，標志寄存器寄存這些操作結果的條件。執(zhí)行部件中的這些部件是通過數據總線傳送數據的。總線接口部件也有一個寄存器堆，其中CS、DS、SS和ES是存儲空間分段的分段寄存器。IP是指令指針。內部通信寄存器也是暫時存放數據的寄存器。指令隊列是把預先取來的指令流存放起來?？偩€接口部件還有一個地址加法器，把分段寄存器值和偏置值相加，取得20位的物理地址。數據和地址通過總線控制邏輯與外面的8086系統總線相聯系。8086有16位數據總線，處理器與片外傳送數據時，一次課傳送16位二進制數。8086具有一個初級流水線結構，可以實現片內操作與片外操作的重疊。