Maquinas Digitales 2010-03. La idea principal es dividir el procesamiento de cada una de las...
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Mejoras de DiseñoMaquinas Digitales 2010-03
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La idea principal es dividir el procesamiento de cada una de las instrucciones en una serie de pasos totalmente independientes con la tarea de almacenamiento al final
Esta técnica de mejora no siempre es útil en todos los casos.
Pipelined
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El tiempo por ciclo es reducido así se puede reducir la rata de instrucciones en la mayoría de los casos
Algunos de los circuitos combinacionales como sumadores o multiplicadores pueden ser mas rápidos aumentando los circuitos
VENTAJAS
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Los procesadores que no emplean pipelined ejecutan solo una instrucción a la vez lo que hace de su construcción mas simple y menos costosa.
En la técnica de pipelined nace la necesidad de manejar mas registros dando la posibilidad de aumentar la latencia,
Un procesador sin pipelined es mas sencillo de predecir su comportamiento.
DESVENTAJAS
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Microcontroladores
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Von Neuman
Harvard
Arquitecturas
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Entradas y salidas de propósito general Temporizadores y contadores Conversor análogo a digital (ADC) Puerto serial (UART-USART) Puerto serie sincronico Otros puertos de comunicación (USB,
CAN,Ethernet, puerto paralelo) Comparadores Moduladores de pulso (PWM) Memoria de datos no volatil (EEPROM)
Perisfericos
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CISC (complex instruction set computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones complejo.
RISC (reduced instruction set computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones reducido.
Repertorio de instrucciones
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Características:◦ Conjunto de instrucciones muy amplio◦ Instrucciones que permiten realizar operaciones
complejas situados en memoria o en registros◦ Dificulta el paralelismo◦ Ejemplos Z80 e INTEL 51◦ En algunos casos las instrucciones mas complejas
se pasar a instrucciones del tipo RISC, a lo que se le llama microinstrucciones
CISC
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Características:◦ Integra características de VAX, Motorola 68020 y
el National 16032◦ Procesador de 32 Bits◦ Puede manejar instrucciones de 16 o 32 bits◦ Maneja 24 bits para direccionar la memoria◦ Instrucciones de formato fijo
RISC
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Arquitectura del RIC
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Registros de propósito general (RGP)◦ RA, RB, RC, RD, RE, RF (C/U de 32 bits)
Registro Acumulador (AC) (32 Bits) Registro índice (IX) (24 Bits) Apuntador a la pila (SP) (24 Bits) Contador de programa (PC) (24 Bits) Registro de instrucción (IR) (32 Bits) Registro de datos de la memoria (MD) (32
Bits)
Registros
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Registro para direccionamiento de memoria (MA) (24 Bits)
Registro de banderas (SR) (8 Bits)◦ Z:(SR{0}) Indica si la operación dio cero◦ C:(SR{1}) Indica si hubo carry◦ O:(SR{2}) Indica si la operación dio overflow◦ N:(SR{3}) Indica si la operación dio un numero
negativo◦ SH:(SR{4}) Indica si la ultima operación fue de
16 bits◦ IE:(SR{5}) Indica si las interrupciones habilitadas
Registros
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Priority Registrer (PR) Empleado en el IM3 Indica la prioridad de la interrupción que el procesador esta atendiendo. (3 bits)
Shift Counter (SHC) Empleado en las instrucciones de desplazamiento y rotación. (5 bits)
Mask register (MR) Contiene el modo de interrupción en el cual se encuentra operando el procesador (2 Bits)
Registros
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Cuenta con dos entradas de 32 bits Entrada de carry de 1 Bit (proviene del SR) Salida de 32 bits Una linea de carry out
ALU
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Interconexión interna entre registros ◦ ABUS◦ BBUS◦ OBUS
Interconexión de la memoria y otros periféricos◦ ADBUS (24 Bits)◦ DBUS (32 Bits) – Bidireccional◦ Líneas de interrupción
Buses
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Directo Indirecto Indexado Indexado indirecto Inmediato
Modos de direccionamiento
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El procesador permite la selección del modo de interrupción:◦ Modo 1 (IM1): Modo básico, solo existe una línea
de interrupción y solo puede estar conectado un elemento de interrupción.
◦ Modo 2 (IM2): Existe una línea de interrupción y pueden ir varios elementos de interrupción.
◦ Modo 3 (IM3): Existen tres líneas de interrupción y pueden ir hasta 7 periféricos
Modos de interrupción
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Una unidad de control microprogramada consiste esencialmente en "microprocesador dentro del microprocesador", y consta de elementos análogos aunque mucho más simplificados:
Conjunto de microinstrucciones utilizadas para especificar el control de una máquina.
Microprogramación
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Sistemas de almacenamiento:◦ RAM: que contiene las instrucciones y los datos.◦ ROM: que se encuentra alojada en el controlador,
que contiene las microinstrucciones para ejecutar las instrucciones y que se llama Memoria de Solo Lectura de Control CROM y consiguiente su registro de direcciones se llama Registro de Direcciones de la Memoria de Control CMAR.
Existe además un sumador para permitir el salto de una instrucción a otra.
Microprogramación
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Conjunto de valores de las señales de control en una etapa cualquiera de la ejecución de una instrucción.
Puede estar multiplexada.
Microinstrucción
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Trabajo de grado para optar por el titulo de ingeniero electrónico «Sistema de apoyo para el aprendizaje de arquitectura de computadores »,Luisa Fernanda García Vargas, Francisco Viveros,2002
http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=El_microcontrolador
http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador http://www.mcsebas.com.ar/apuntes/arquite
ctura/microprogramacion.pdf
Bibliografía
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http://academia.uaa.mx/files/buzones/Terminos_en_Hardware,_Software_y_Firmware/sergio_duron_macias.pdf
Bibliografía