Arquitectura Tema 2(1)

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 1 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL U.N.E.F.A-CHUAO 4TO. SEMESTRE UNIDAD II DISEÑO LOGICO DE PROCESADORES Profesor.- Realizado por: Eddy Pérez Balza Norbelys C.I.:23.781.111 Materia: Carrillo Jhonatan C.I.:25.218.533 Arquitectura del computador Peraza Mylinda C.I.:24.802.807  Pérez Daneska C.I.:22.561.674 Pimentel Yesenia C.I.:24.224.828 Caracas; julio de 2015

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LADEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DELA FUERZA ARMADA NACIONAL

U.N.E.F.A-CHUAO

4TO. SEMESTRE

UNIDAD II

DISEÑO LOGICO DE PROCESADORES

Profesor.- Realizado por:

Eddy Pérez Balza Norbelys C.I.:23.781.111

Materia: Carrillo Jhonatan C.I.:25.218.533 

Arquitectura del computador Peraza Mylinda C.I.:24.802.807 

Pérez Daneska C.I.:22.561.674

Pimentel Yesenia C.I.:24.224.828

Caracas; julio de 2015

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INDICE

INTRODUCCION…………………………………………………………………………………… .…….3 

EL PROCESADOR..............................................................................5ORGANIZACIÓN DEL PROCESADOR………………………………..………………….....…5 

COMPONENTES BASICOS DE LA CPU………………………………..………………………5 

ELEMENTOS PARA ESTRUCTURAR EL PROCESADOR………….………………..….8

DISEÑO DE CIRCUITOS…………………………………………………………………..….…….10 

DISEÑO DE LA UNIDAD ARITMETICA LOGICA…………………………………………11 

REGISTROS………………………………………………………………………………………………..1 3

DISEÑO DE UN REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO………………………………...15

DISEÑO DE UN ACUMULADOR………………………………………………………………….21

CONCLUSION………………………………………………………………………………………… ....23

BILBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………… ...24

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INTRODUCCION

Desde tiempos remotos el ser humano ha tenido la necesidad de

poder procesar información de manera rápida de allí surge la idea deprocesadores o conocidos como microprocesadores, los cuales surgieron

de la evolución de distintas tecnologías predecesoras, básicamente de la

computación y de la tecnología de semiconductores.  El inicio de esta

última data de mitad de la década de 1950; estas tecnologías se

fusionaron a principios de los años 1970, produciendo el primer

microprocesador. Dichas tecnologías iniciaron su desarrollo a partir de la

segunda guerra mundial; en este tiempo los científicos desarrollaron

computadoras específicas para aplicaciones militares. En la posguerra, a

mediados de la década de 1940, la computación digital emprendió un

fuerte crecimiento también para propósitos científicos y civiles. La

tecnología electrónica avanzó y los científicos hicieron grandes progresos

en el diseño de componentes de estado sólido (semiconductores). En

1948 en los laboratorios Bell crearon el transistor. 

En los años 1950, aparecieron las primeras computadoras digitales

de propósito general. Se fabricaron utilizando tubos al vacío o bulboscomo componentes electrónicos activos. Módulos de tubos al vacío

componían circuitos lógicos básicos, tales como compuertas y flip-flops. 

Ensamblándolos en módulos se construyó la computadora electrónica (la

lógica de control, circuitos de memoria, etc.). Los tubos de vacío también

formaron parte de la construcción de máquinas para la comunicación con

las computadoras.

El microprocesador es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo

ejecuta instrucciones programadas en  lenguaje de bajo nivel,  realizando

operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar,

multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

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Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente,

por registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica ( ALU ) y

una  unidad de cálculo en coma flotante (conocida antiguamente como

coprocesador matemático).

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EL PROCESADOR

Los procesadores tienen como misión ejecutar operaciones de

cómputo. Sabemos del modelo de Von Neumann que estas operaciones sedefinen como instrucciones. El procesador, desde que recibe energía

hasta que se apaga ejecuta constantemente instrucciones. Esta función

de procesamiento es la más importante en el funcionamiento de una

computadora, por lo cual al procesador se le denomina Unidad Central de

Procesamiento o CPU. En esta unidad analizaremos las estructuras que

requiere un CPU muy sencillo para poder ejecutar una instrucción

siguiendo los pasos del ciclo de Instrucción.

ORGANIZACIÓN DEL PROCESADOR

Un procesador, incluye tanto registros visibles por el usuario como

registros de control/estado. Los registros visibles por el usuario pueden

ser de uso general o tener una utilidad especial, mientras que los

registros de control y estado se usan para controlar el funcionamiento del

procesador, un claro ejemplo es el contador de programa.

COMPONENTES BÁSICOS DE LA CPU

Una CPU (Centrol Processor Unit) está conformada por tres sub-

sistemas fundamentales: la ALU (Arithmetic Logic Unit, Unidad Aritmética

y Lógica), la CU (Control Unit, Unidad de Control) y el Register Set

(también denominado Register Bank) ó sea Conjunto (o Banco) de

Registros.

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Banco de Registros

El Banco de Registros contiene registros de tres categorías desde el

punto de vista de su función en relación con los programas y elfuncionamiento interno de la CPU:

  Totalmente visibles:  estos son los ya mencionados registros de

uso general ó personalizado que contienen operandos o direcciones

para su utilización en las instrucciones. El programador de “bajo

nivel” los manipula directamente en los programas.

  Parcialmente visibles:  son registros que tienen funciones

especiales pero participan de algún modo indirecto en las

instrucciones. El programador los manipula indirectamente en

determinadas instrucciones específicas. Ejemplos de este tipo de

registros son el IP (Instruction Pointer), también denominado PC

(Program Counter) que contiene la dirección de la próxima

instrucción a ejecutarse (en algunas arquitecturas almacena la

dirección de la que se está ejecutando en este momento), el SP

(Stack Pointer) que contiene el puntero al primer lugar de la pila enlas arquitecturas “de stack” y el PS (Processor Status) también

denominado registro de FLAGS (en el caso de Intel) que contiene el

estado del procesador incluyendo el valor que tomaron los bits de

condición (Negative, Zero, Carry, Overflow) en función del

resultado de la última operación realizada por la ALU.

  Internos: son registros que utiliza la Unidad de Control de la CPU

para poder ejecutar las instrucciones. Almacenan constantes, elestado de la CU, la Instituto de Computación - Facultad de

Ingeniería - UDELAR 2 ALU Banco de Registros Unidad de Control

Arquitectura de Computadoras Notas de Teórico instrucción en

ejecución (su código binario), resultados intermedios de cálculos de

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direcciones, etc. No son visibles de ninguna manera al

programador.

Unidad de ControlLa Unidad de Control es, en definitiva, una máquina secuencial que

realiza el “ciclo de instrucción”: conjunto de acciones ordenado y

secuencial que interconectan adecuadamente los distintos elementos en el

tiempo, para lograr el objetivo de ejecutar la instrucción realizando la

operación indicada sobre los operando correspondientes y almacenando el

resultado en el lugar indicado. Esta máquina secuencial funciona

sincronizada por un reloj, el cual también es utilizado para sincronizar

todas las actividades de los otros elementos del sistema (memoria y

entrada/salida). En las primeras computadoras el reloj era el mismo para

todos los elementos. Últimamente se utilizan relojes independientes

(aunque vinculados) para cada sub-sistema. En muchos diseños se

utilizan más de un reloj para la CPU, con la misma frecuencia, pero

desfasados (0º, 90º, 180º y 270º, por ejemplo) a los efectos de ser

utilizados para sincronizar distintas partes del circuito compensando los

diferentes retardos de propagación de las señales en los circuitos internosde la CPU.

Unidad Aritmética Lógica

La Unidad Aritmética y Lógica es un conjunto de circuitos

(típicamente combinatorios) que implementan un conjunto de

operaciones, que incluyen suma y resta (en aritmética complemento a 2),

operaciones lógicas bit a bit (AND, OR, EXOR, NOT) y operaciones dedesplazamiento (shift). Las ALUs más avanzadas incluyen operaciones de

multiplicación y división (aunque en este caso se implementan como una

máquina secuencial que implementa algún algoritmo para estas

operaciones).

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ELEMENTOS PARA ESTRUCTURAR EL PROCESADOR

El Procesador para poder realizar su función, necesita una serie deestructuras una de ellas son:

  Poder acceder a memoria para leer las instrucciones y los

operandos así como escribir los resultados. Se necesita acceder a

la dirección de memoria que apunta el PC para leer la próxima

instrucción. De acuerdo a la instrucción, puede requerirse leer de

memoria los operandos y/o escribir a memoria, los resultados de la

operación. Para esto, el CPU debe tener un registro conectado al

bus de direcciones donde poner la dirección a acceder. A este

registro lo llamaremos registro de dirección de memoria o MAR por

sus siglas en inglés. También requerimos otro conectado al bus de

datos donde poner el valor a escribir o tomar el valor leído desde

la memoria. Este lo llamaremos registro de datos de memoria o

MDR por sus siglas en inglés. Por supuesto, se necesita una forma

de indicarle a la memoria que realice la operación de lectura oescritura y además poder saber cuando la memoria terminó la

operación, sobre todo la de lectura. Hasta entonces el procesador

puede asumir que en el MDR hay datos válidos. Estas señales se

implementan en la unidad de control: READ, WRITE, (que puede

ser una sola línea del Procesador R/W, 0 =R; 1 =W, además de

alguna línea de habilitación de Memoria.) y MFC (Que en nuestro

caso será parte de la lógica de control de Memoria y que indicará

al CPU que la función de memoria se ha completado).

  Llevar control de la secuencia de instrucciones: Se necesita un

secuenciador de instrucciones, es decir, un mecanismo que vaya

indicando una a una las instrucciones a cargar desde la memoria.

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Para ello, todas las instrucciones del programa a ejecutar deben

estar almacenadas de forma secuencial en la memoria. El

secuenciador se implementa empleando un registro que

inicialmente se hace apuntar a la primera instrucción del programay luego se incrementará para apuntala a la siguiente y así en lo

sucesivo. Este registro de llama contador de programa o PC por

sus siglas en inglés. Este enfoque es muy flexible pues el PC,

puede incrementarse dentro del procesador una vez cargada la

instrucción para que apunte a la siguiente. Otra ventaja, es en el

caso de la implementación de saltos o llamados a subrutinas, pues

sólo se pone en el PC la dirección destino del salto o la subrutina y

así controlamos el flujo de instrucciones en el programa.

  Guardar la instrucción en un lugar donde la unidad de control la

pueda interpretar. Para que durante la ejecución de la instrucción,

se pueda acceder a su contenido en cualquier momento, es

necesario otro registro para almacenar la instrucción durante la

fase de ejecución. Este registro se le denomina registro de

instrucciones o IR por sus siglas en inglés. El IR está conectadodirectamente a los circuitos de la unidad de control.

  Poder realizar cálculos aritméticos y lógicos. Para esto el CPU

requiere de una unidad de cálculos aritméticos y lógicos a la que

llamaremos ALU por sus siglas en inglés. Realiza todas las

operaciones aritméticas, como la suma y la resta. Y lógicas como

AND, OR, XOR, NOT, etc. También realiza otras operaciones como

comparaciones y operaciones a nivel de Bits.

  Obtener los operandos para realizar las operaciones. Estos pueden

estar en memoria, ser definidos directamente en la instrucción o

residir en un almacenamiento interno del CPU. Es ventajoso

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mantener los operandos dentro del CPU. Para esto se pueden

disponer de registros de propósito general con los cuales pueda la

ALU realizar las operaciones.

  Mantener el estado de la máquina. Para esto se requieren tener

banderas y códigos de condición. Por ejemplo, para comparar dos

números se puede restar el primero del segundo y si el resultado

fue cero, podemos asegurar que son iguales. Si el resultado de

diferente de cero y positivo, el primero es mayor pero si es

negativo, el segundo es mayor. Para llegar a estas conclusiones

necesitamos almacenar las condiciones de resultados como cero

(Z), Signo (S), etc. Estas banderas y códigos se almacenan en un

registro llamado F o Flags.

  Interpretar la instrucción y luego controlar la ejecución de todos

los pasos para ejecutarla. Para esto se requiere de una unidad de

control o CU que tenga un decodificador capaz de interpretar los

diferentes campos lógicos del formato de instrucciones. Además

esta unidad debe poder generar las señales necesarias para que se

realicen todos los pasos del ciclo de instrucción adecuadamente.

DISEÑO DE CIRCUITOS

El diseño de circuitos es la parte de la electrónica que estudia

distintas metodologías con el fin de desarrollar un circuito electrónico, que

puede ser tanto analógico como digital. 

En función del número de componentes que forman el circuitointegrado se habla de diferentes escalas de integración. Las fronteras

entre las distintas escalas son difusas, pero se denominan SSI (Small

Scale of Integration) los circuitos de baja complejidad (algunas docenas

de componentes en un mismo chip), MSI (Medium Scale of Integration)

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y LSI (Large Scale Integration) los circuitos de media y alta complejidad,

y finalmente VLSI (Very Large Scale Integration) para circuitos

extraordinariamente complejos, hasta cientos de millones de transistores.

En esta última categoría entrarían los microprocesadores modernos.

El diseño se realiza a distintos niveles. Por una parte tenemos la

parte física, donde se diseña la estructura real de los componentes

electrónicos que constituyen el circuito, sus dimensiones, materiales. Por

encima podemos encontrar métodos de diseño de cada vez más alto

nivel, hasta llegar a los llamados  lenguajes de descripción de hardware. 

Éstos permiten introducir descripciones de los distintos bloques

funcionales de un sistema para su simulación, verificación e incluso para

la generación automática del circuito físico con la herramienta de síntesis

apropiada. Algunos de los lenguajes de descripción de hardware más

conocidos y empleados son VHDL y Verilog.  En general los circuitos

analógicos no permiten este grado de automatización y se requiere un

diseño más artesano, donde la distribución física de los componentes

desempeña un papel fundamental en el resultado final.

DISEÑO DE UNA UNIDAD ARITMÉTICA LÓGICA

En el diseño de una ALU  se deben seguir los siguientes pasos:

1. 

Diseñar la sección aritmética independientemente de la sección

lógica.

2.  Determinar las operaciones lógicas del circuito aritmético,

asumiendo que los acarreos de salida de todas las etapas son 0.3.  Modificar el circuito aritmético para obtener las operaciones lógica

requerida.

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El diseño simple de una ALU se hace utilizando el sumador completo

para generar las operaciones lógicas de la unidad. Por lo tanto es

necesario introducir una variable de control adicional (S2 ), con el fin de

seleccionar entre las operaciones lógicas y aritméticas. En este diseño, unvalor S2 = 1 hace que el circuito efectúe operaciones lógicas. Recordando

la salida de un sumador completo:

F = (Ai  Å Bi  ) Å C in

A partir de esta ecuación, es posible obtener la función lógica

requerida, utilizando la debida manipulación lógica. La función requerida

se expone en la tabla 3.12.4.

S2  S1  S0  Ai  Bi  Cin 

Operación

Sumador

Completo

Función

requerida

Fi 

Manipulación Salida

1 0 0 Ai  0 0 Ai  OR

Aplicar una

función OR Ai +

Bi 

Ai+Bi 

1 0 1 Ai  Bi  0 Ai Å Bi  XOR Ninguna AiÅBi 

1 1 0 Ai  Bi' 0 Ai·Bi  AND

Aplicar una

función OR Ai +

Bi'

Ai·Bi 

1 1 1 Ai  1 0 A'i  NOT Ninguna A'i 

M i  = Ai  + S2·S1'·S0'·Bi  + S2·S1·S0'·Bi '  

N i  = S0·Bi  + S1·Bi '  

C ini  = S2'·C i  

La figura muestra el diagrama de la unidad aritmética lógica de dosetapas.

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REGISTROS

Un registro es una memoria de alta velocidad y poca capacidad,

integrada en el microprocesador, que permite guardar transitoriamente yacceder a valores muy usados, generalmente en operaciones

matemáticas.

Los registros están en la cumbre de la jerarquía de memoria, y son

la manera más rápida que tiene el sistema de almacenar datos. Los

registros se miden generalmente por el número de bits que almacenan;

por ejemplo, un "registro de 8 bits" o un "registro de 32 bits". Los

registros generalmente se implementan en un banco de registros, peroantiguamente se usaban biestables individuales, memoria SRAM o formas

aun más primitivas.

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El término es usado generalmente para referirse al grupo de

registros que pueden ser directamente indexados como operandos de una

instrucción, como está definido en elconjunto de instrucciones.  Sin

embargo, los microprocesadores tienen además muchos otros registrosque son usados con un propósito específico, como el contador de

programa.  Por ejemplo, en la arquitectura IA32,  el conjunto de

instrucciones define 8 registros de 32 bits.

Tipos de Registros

  Los registros de datos son usados para guardar números enteros.

En algunas computadoras antiguas, existía un único registro donde

se guardaba toda la información, llamado acumulador .

  Los registros de memoria son usados para guardar exclusivamente

direcciones de memoria. Eran muy usados en la arquitectura

Harvard, ya que muchas veces las direcciones tenían un tamaño de

palabra distinto que los datos.

  Los registros de propósito general (en inglés GPRs o General

Purpose Registers) pueden guardar tanto datos como direcciones.Son fundamentales en la arquitectura de von Neumann. La mayor

parte de las computadoras modernas usa GPR.

  Los registros de coma flotante son usados para guardar datos en

formato de coma flotante. 

  Los registros constantes tienen valores creados por hardware de

sólo lectura. Por ejemplo, en MIPS el registro cero siempre vale 0.

  Los registros de propósito específico guardan información específica

del estado del sistema, como el puntero de pila o el registro deestado.

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DISEÑO DE UN REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO

Un registro de desplazamiento es un circuito digital secuencial (es

decir, que los valores de sus salidas dependen de sus entradas y de losvalores anteriores) consistente en una serie de biestables,  generalmente

de tipo D, conectados en cascada que basculan de forma sincrónica con la

misma señal de reloj. Según las conexiones entre los biestables, se tiene

un desplazamiento a la izquierda o a la derecha de la información

almacenada. Es de señalar que un desplazamiento a la izquierda de un

conjunto de bits, multiplica por 2, mientras que uno a la derecha, divide

entre 2. Existen registros de desplazamiento bidireccionales, que pueden

funcionar en ambos sentidos. Los registros universales, además de

bidireccionales permiten la carga en paralelo.

Tipos de Registros de Desplazamiento

Dependiendo del tipo de entradas y salidas, los registros de

desplazamiento se clasifican como:

 

Serie-Serie: sólo la entrada del primer flip-flop y la salida delúltimo son accesibles externamente. Se emplean como líneas de

retardo digitales y en tareas de sincronización.

  Paralelo-Serie: son accesibles las entradas de todos los flip-flops,

pero sólo la salida del último. Normalmente también existe una

entrada serie, que sólo altera el contenido del primer flip-flop,

pudiendo funcionar como los del grupo anterior. Este tipo y el

siguiente se emplean para convertir datos serie en paralelo y

viceversa.  Serie-Paralelo: son accesibles las salidas de todos los flip-flops,

pero sólo la entrada del primero. Este tipo y el anterior se emplean

para convertir datos serie en paralelo y viceversa, por ejemplo

para conexiones serie como el RS232.

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  Paralelo-Paralelo: tanto las entradas como las salidas son

accesibles. Se usan para cálculos aritméticos.

Un registro de desplazamiento muy utilizado, que es universal (sellama así porque puede utilizarse en cualquiera de las cuatro

configuraciones anteriormente descritas) y bidireccional (porque puede

desplazar los bits en un sentido u otro) es el 74HC194, de cuatro bits de

datos.

Otros registros de desplazamiento conocidos, fabricados también con

la tecnología CMOS, son el 74HC165 (entrada paralelo, salida serie) y

74HC164 (entrada serie, salida paralelo).

Formas para construir un registro de Desplazamiento

  Registro de entrada paralelo y salida serie. Puede construirse

con un multiplexor digital combinacional y un contador. Las

entradas de datos del multiplexor se conectan a los datos a

transmitir, y las entradas de control, a las salidas del contador (elbMs del MUX conectado al bMs del contador), dicho contador

deberá estar en modo de carrera libre.

  Registro de entrada serie y salida paralelo.  Similar al caso

anterior, se sustituye el muliplexor por un demultiplexor, ahora las

salidas de éste serán las salidas paralelos.

  Biestables en cascada. Con esto y la lógica combinacional

adecuada, se pueden construir incluso registros de desplazamiento

bidireccionales y universales, aunque en este caso es másaconsejable disponer del 74HC194, dado que ocupa mucho menos

espacio (y el precio del integrado es muy asequible) y en un solo

integrado incluye las cuatro posibles configuraciones y la

funcionalidad de desplazar los bits en ambos sentidos.

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Registros con entrada serie y salida serie

A continuación se muestra un registro de desplazamiento con

entrada y salida en serie de 5 bits formado con biestables maestroesclavo RS:

Observamos que la entrada S del primer biestable está conectado a

la entrada y está negada a la entrada R. Con esto se consigue que,

cuando en la entrada haya un 1, el primer biestable contendrá un 1 (Q=1,

Q’=0) y los demás un 0. Con la siguiente señal de reloj el bit almacenado

en el primer biestable se desplazará al siguiente y así uno tras otro hasta

la salida en serie. Esto sucede así porque la salida Q está conectada a la S

del siguiente biestable. También podemos observar que los biestables

nunca pueden estar en estado de mantenimiento o en estado prohibido,

ya que la entrada enserie pasa afirmada a la S y negada a la R.

Los registros de desplazamiento se implementan con biestables

maestro –  esclavo, pues son capaces de almacenar la información

un flanco,  y transmitirla durante el siguiente. Cuando el registro se

efectúa de izquierda a derecha se denomina desplazamiento hacia laderecha. Si el registro combina ambos tipos se llama bidireccional.

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Registros con entrada serie y salida paralelo

La estructura de un registro serie paralelo es muy similar a la de un

registro con entrada y salidas en serie:

Observamos que la única diferencia es que se le añade una salida a

cada una de las salidas Q del biestable: de esta manera se pueden

obtener todos los datos a la vez. Por otro lado, también se puede obtener

una salida en serie de cualquier salida Q o Q’. 

Habitualmente se suele añadir una entrada de puesta a cero asíncrona

(CLEAR) cuya función es inicializar el registro. En último lugar destacarque estos registros se suelen utilizar para el cambio de una palabra de

serie a paralelo.

Registros con entrada paralelo y salida serie

A continuación se muestra un esquema de un registro con entrada

paralelo y salida serie y carga asíncrona.

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El funcionamiento es el siguiente: cuando en la entrada de

selección desplazamiento /carga', hay un 0 se realiza la carga. Con elinversor este cero se convierte en un 1 y por lo tanto las

puertas NAND que hay arriba y debajo de los biestables se convierten en

inversores.

A continuación se introducen los datos: en el bit que haya un 1, se activa

el Preset, y en el que haya un cero, se activa el Clear.

Para el desplazamiento se coloca un 1 en D/C’ de esta manera se

consigue que nunca se activan las entradas ni PR ni CL, ya que de laspuertas NAND siempre saldrá un 1. El desplazamiento se realiza como en

un registro serie-serie.

A continuación se muestra un registro con carga paralelo y salida serie

pero en este caso la carga es síncrono, ya que se carga por las entradas

síncronas

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Observamos que esto se consigue con un multiplexor de doscanales gobernado por DESPLAZAMIENTO/ CARGA’. Con esto se consigue

que si se quiere cargar los datos, se activan las entradas en paralelo que

van cada una a las entradas S R. Para obtener los datos se tiene que

realizar la entrada serie.

En conclusión, podemos observar que la función del multiplexor es elegir

entre la carga en serie o en paralelo

Registro de entrada y salida en paralelo (PIPO)[editar] 

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Como se puede ver, se ha creado un registro de entrada y salida

paralelo a partir de biestables D con entrada de habilitación. La entrada

de datos es cada una de las entradas D del biestable; la entrada de

habilitación se une a una entrada de habilitación global, de manera quecuando se activa, permite que se lean los datos. Hay otra entrada (control

de salida) que al activarse permite que se lean las salidas. Aquí hemos

utilizado puertas AND, aunque también podríamos haber utilizados

puertas OR y un inversor, o también buffers con entradas de alta

impedancia.

DISEÑO DE UN ACUMULADOR

En un CPU de computadora,  el acumulador es un registro en el

que son almacenados temporalmente los resultados aritméticos e

intermedios que serán tratados por el circuito operacional de la unidad

aritmético-lógica (ALU).

Sin un registro como un acumulador, sería necesario escribir el

resultado de cada cálculo, como adición, multiplicación, 

desplazamiento,etc.... en la memoria principal, quizás justo para ser leída

inmediatamente otra vez para su uso en la siguiente operación. El acceso

a la memoria principal es significativamente más lento que el acceso a un

registro como el acumulador porque la tecnología usada para la memoria

principal es más lenta y barata que la usada para un registro interno del

CPU.

El ejemplo canónico para el uso del acumulador es cuando se sumauna lista de números. El acumulador es puesto inicialmente a cero,

entonces cada número es sumado al valor en el acumulador. Solamente

cuando se han sumado todos los números, el resultado mantenido en el

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acumulador es escrito a la memoria principal o a otro, registro no-

acumulador del CPU.

Los procesadores modernos generalmente tienen muchos registros,todos o muchos de ellos pueden ser capaces de ser utilizados para los

cálculos. En una arquitectura de computadora,  la característica que

distingue un registro acumulador de uno que no lo sea, es que el

acumulador puede ser usado como operando implícito para las

instrucciones aritméticas (si la arquitectura fuera a tener alguno).

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CONCLUSION

El diseño de procesadores se estudiaba en las universidades deingeniería con miras a mejorar los diseños existentes. Hoy en día se

prefiere enseñar procesadores y arquitectura de computadoras desde el

punto de vista económico o cuantitativo, desde el punto de rendimiento-

costo. No deja de ser importante aprender las bases principales del diseño

de procesadores ya que ello llevará a una mejor comprensión de los

lenguajes de programación, segmentación,  computadoras de

procesadores paralelos, microcontroladores, etc. ¿Cómo se procesa la

información? ¿Cómo es posible que una computadora me pueda desplegar

imágenes, videos, texto, etc? Todas estas preguntas son el enigma de las

computadoras y los estudiantes de una ingeniería relacionada con la

computación deben de adentrarse, al menos de manera superficial, con

las respuestas.

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BILBLIOGRAFIA

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