8087 数值数据处理器

8087 数值数据处理器也称为数学协处理器、数值处理器扩展和浮点单元。它是英特尔设计的第一款数学协处理器，与 8086/8088 配合使用，从而简化并加快了计算速度。

一旦 8086/8088 处理器识别出指令，就会将其分配给 8087 协处理器进行进一步执行。

8087 支持的数据类型如下：

• 二进制整数
• 压缩十进制数
• 实数
• 临时实数格式

8087 数值数据处理器的最突出特点如下：

• 它支持整数、浮点数和实数类型的数据，范围从 2 到 10 字节。

• 处理速度非常快，可以计算两个 64 位实数的乘法，大约需要 27 微秒，还可以计算平方根，大约需要 35 微秒。

• 它遵循 IEEE 浮点标准。

8087 架构

8087 架构分为两部分，即控制单元 (CU) 和数值扩展单元 (NEU)。

• 控制单元处理处理器和内存之间所有通信，例如接收和解码指令、读取和写入内存操作数、维护并行队列等。所有协处理器指令都是 ESC 指令，即它们以“F”开头，协处理器只执行 ESC 指令，而其他指令由微处理器执行。

• 数值扩展单元处理所有数值处理器指令，如算术、逻辑、超越和数据传输指令。它有 8 个寄存器堆栈，用于保存指令的操作数及其结果。

8087 协处理器的架构如下：

8087 引脚描述

让我们首先看一下 8087 的引脚图：

以下列表提供了 8087 的引脚描述：

• AD₀ – AD₁₅ - 这些是时间复用的地址/数据线，在第一个时钟周期内传输地址，从第二个时钟周期开始传输数据。

• A₁₉ / S₆ – A₁₆/S - 这些线是时间复用的地址/状态线。它的功能类似于 8086 的对应引脚。S₆、S₄ 和 S3 永久为高电平，而 S₅ 永久为低电平。

• $\overline{BHE}$/S₇ - 在第一个时钟周期内，$\overline{BHE}$/S₇ 用于使能 8086 数据总线上的高字节数据，之后作为状态线 S₇ 工作。

• QS₁, QS₀ - 这些是队列状态输入信号，提供指令队列的状态，其条件如下表所示：

• INT - 它是一个中断信号，当执行过程中接收到未屏蔽的异常时，它会变为高电平。

• BUSY - 它是一个输出信号，当它为高电平时，表示 CPU 处于繁忙状态。

• READY - 它是一个输入信号，用于通知协处理器总线是否准备好接收数据。

• RESET - 它是一个输入信号，用于重置协处理器的内部活动，并在 CPU 需要时准备它进行进一步执行。

• CLK - CLK 输入提供处理器操作的基本时序。

• VCC - 它是一个电源信号，电路工作需要 +5V 电源。

• S₀, S₁, S₂ - 这些是状态信号，提供操作的状态，8087 的总线控制器使用这些信号生成内存和 I/O 控制信号。这些信号在第四个时钟周期内有效。

• RQ/GT₁ & RQ/GT₀ - 这些是请求/授予信号，8087 处理器使用它们从主机处理器 8086/8088 获取总线控制权，以进行操作数传输。