Clase 1: Introducción, Arquitectura, Aplicaciones, Bienvenidos…

Clase 1: Introducción, Arquitectura, Aplicaciones, Bienvenidos…

Semestre 2008-IISemestre 2008-II

Introducción• Sistemas Basados en Microprocesadores

– Celulares.– Reproductores MP3/MP4.– XBOX, PS1/2/3.– Computadores.

• Cuentan con una CPU.

BUSCANDO FALLOS EN EL ESQUEMA DE UNMICROPROCESADOR

¡ El Microprocesador esun componente de alta escala de integración (LSI) !

4004 8008 8080 8086/8088 286 386

486

PENTIUM

PENTIUM PROPENTIUM IIPENTIUM III

PENTIUM IV

EVOLUCIÓNDE LOS P INTEL

XEÓN

ITALIUM

IDEAS BÁSICAS P

1.- Es un sistema secuencia sincrono. 2.- Existe siempre un RELOJ (CLK). Normalmente la circuitería es interna y con un cuarzo externo se define la frecuencia de funcionamiento.3.- Existe un PROGRAMA que gobierna el funcionamiento del sistema. Está constituido por un conjunto de instrucciones que se ejecutan de forma secuencial y que están almacenadas en memoria (ROM) de forma codificada.4.- La MEMORIA es el lugar de almacenamiento de datos y resultados parciales. Datos fijos y Programa (ROM) y datos variables (RAM).5.- La CPU tiene las siguientes funciones:

Recoge las instrucciones de programa que estan en memoriaLas decodifica y ejecutaReconoce situaciones especiales (RESET, Interrupciones, etc)

6.- Dentro de la CPU tenemos varios elementos básicos que debemos conocer:Los REGISTROS de uso común y los de estado (Acumuladores, PC, SP, IX, F)La unidad aritmético lógica (ALU). Define las operaciones aritmético/lógicas que podemos realizarAsociado con ellas el JUEGO DE INSTRUCCIONES que es capaz de realizar.

7.- La unidad de E/S proporciona la interconexión con el mundo exterior:Monitor, teclados, ratón, D/A, A/D, memoría externa, discos, periféricos en general.

8.- Todos los bloques están interconectados por los BUSES:BUS DE DATOSBUS DE DIRECCIONESBUS DE CONTROL

Arquitectura Harvard

• En la arquitectura Harvard, existen dos tipos de memorias, y por lo tanto dos buses, que suelen ser de anchura diferente, es

posible acceder a ambas memorias al mismo tiempo, con lo cual la velocidad del sistema aumenta

(P RISC “Reduced Instruction Set Computer”)

Arquitectura de Computadoras

Arquitectura Von Neumann Arquitectura Harvard

APLICACIÓNES Computadora de 8 Bits (Microcontrolador PIC )1 En un display mostrar la entrada binaria del Puerto A en BCD en el Display. Así por ejemplo si por la entrada lee "101" en el display visualiza “5"

ZONA DE DATOS*********************************************LIST P=16F84AINCLUDE <P16F84A.INC>; ZONA DE CÓDIGOS ************************************

ORG 0 ; El programa inicia en la dirección 0.Inicio bsf STATUS,RP0 ; Acceso al Banco 1. clrf PORTB ; Las líneas del Puerto B se configuran como salida. movlw b'00011111' ; Las 5 líneas del Puerto A se configuran como entrada. movwf PORTA bcf STATUS,RP0 ; Acceso al Banco 0.Principal movf PORTA,W ; Lee la entrada andlw b'00000111' ; Máscara para quedarse con el valor de las 3 entradas call Binario_a_7Segmentos ; Convierte código binario a 7 segmentos del display. movwf PORTB ; Resultado se visualiza por el puerto de salida. goto Principal

; Subrutina "Binario_7Segmentos" -----------------------------------------------Binario_a_7Segmentos ; Tabla para display de 7 segmentos. addwf PCL,FTabla retlw 3Fh ; El código 7 segmentos para el "0". retlw 06h ; El código 7 segmentos para el "1". retlw 5Bh ; El código 7 segmentos para el "2". retlw 4Fh ; El código 7 segmentos para el "3". retlw 66h ; El código 7 segmentos para el "4". retlw 6Dh ; El código 7 segmentos para el "5". retlw 7Dh ; El código 7 segmentos para el "6". retlw 07h ; El código 7 segmentos para el "7". retlw 7Fh ; El código 7 segmentos para el "8". END ; Fin del programa.

CPU

MEMORIAROM

(Programa)

MEMORIARAM

(Datos)

Entrada /Salida

ALIMENTACIÓN

RELOJ

DIRECCIONES

DATOS

CONTROL

EXTERIOR

8163264

16 = 64K20 = 1M24 = 16M32 = 4G

ARQUITECTURA VON-NEUMANN(P CISC “Complex Instruction Set Computer”)

BUSES

CLKInterrupcionesRESETDMAR / W

MAPA DEMEMORIA

MAPA E/S

Esta arquitectura se caracteriza por disponer de una Sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones en segmentos separados . A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (direcciones, datos y control).

Estructura Funcional de los Ordenador

Unidad Central de ProcesoEJECUCION DE LAS INSTRUCCIONES

Búsqueda dela Instrucción

Decodificación dela Instrucción

Búsqueda deOperandos

Ejecución dela Instrucción

Almacenamiento del Resultado

Próxima Instrucción

Se extrae de la memoria la siguiente instrucción y se la lleva al registro de Insrucción (RI).

Se determina el tipo de instrucción y los operandos que tiene.

Se busca el/los operandos y se los carga en los registros internos de la CPU.

Se ejecuta la operación.

Se almacena el resultado en el lugar apropiado.

Se pasa a la siguiente instrucción.