Cap. 12 Microprocesadores (Conferencia 3) TEEL 4011 Prof. Jaime José Laracuente-Díaz Referencia: Floyd.

Presentación del tema: "Cap. 12 Microprocesadores (Conferencia 3) TEEL 4011 Prof. Jaime José Laracuente-Díaz Referencia: Floyd."— Transcripción de la presentación:

1 Cap. 12 Microprocesadores (Conferencia 3) TEEL 4011 Prof. Jaime José Laracuente-Díaz Referencia: Floyd

2 CPU (Microprocessor) Memory unit: RAM, ROM, and hard disk Output PortInput Port Figura 12-1 Un Sistema de Computadora Básico

3 Microprocesadores Como ya hemos definido el microprocesador es un VLS-IC que posee todas las funciones de un CPU en un sencillo empaque. Este posee varias unidades destinadas a un trabajo o uso particular: – ALU = Arithmetic Logic Unit – Register Array – Control Unit

4 Fig. 12-2 Three basic elements of a microprocessor ALU Register Array Control Unit

5 Microprocesadores ALU = es el elemento clave del microprocesador. Esta dirigido por el Control Unit para realizar operaciones aritmeticsa com osuma, resta, lógica (NOT, AND, OR y XOR). La data que se le suminitsra al ALU proviene del Register Array.

6 Microprocesadores Register Array = es el grupo de registros contenidos en el microprocesador. Mientras se ejecuta un programa la data y el address son temporeramente almacenados en estos registros. El ALU puede acceder estos registros con más rapidez haciendo que el programa se ejecute de manera más eficiente.

7 Microprocesadores Registers – General purpose registers = pueden ser utilizados para cualquier propósito según requiera el programa. – Specific registers = son destinados para usos en especifico del programa. – Invisible registers = el programador no puede asignar ningún uso a estos registros.

8 Microprocesadores Control Unit – esta a cargo del procesamiento de instrucciones. Provee el “timing” y las señales de control para manipular data desde y hacia el micro y para sincronizar la ejecución de las instrucciones.

9 Microprocessor Buses Address Bus = es una “calle de una sola dirección” a través de la cual el micro envía un “address code” hacia la memoria u otro dispositivo externo. – El numero de “conductive path” especifica el tamaño del mismo. – Los primeros micros tenían address buses de 16 líneas con capacidad para acceder 2 ^ 16 localizaciones de memoria. Aumento: 16  20  24  32  36

10 Microprocessor Buses – Ejemplo: Pentium IV tiene 36 líneas de “address bus” por lo tanto puede alcanzar 2 ^ 36 localizaciones de memoria. Data Bus = es una “calle en dos direcciones” a través de la cual data y códigos de instrucciones (instruction codes) son enviados hacia el micro o el resultado de una operación es enviado desde el micro.

11 Microprocessor Buses Control Bus = es utilizado por el micro para para coordinar sus operaciones y para comunicarse con dispositivos externos. – Posee señales que activan tanto la memoria como un puerto de input/output en el momento adecuado para leer o escribir. – También son utilizadas para insertar estados de espera especiales para dispositivos mas lentos y prevenir la solicitud y uso inadecuado de un “bus”, lo que se conoce como: “bus contention”.

12 Microprocessor Buses “bus contention” = ocurre cuando dos o más dispositivos se están tratando de comunicar al mismo tiempo o sea de colocar data en el mismo “bus” en el mismo momento.

13 Microprocessor Programming Los micros posee un “instruction set” en el cual los diseñadores incluyen por ejemplo en el Pentium cientos de instrucciones divididas en siete grupos, estos son: – Data transfer – Arithmetic – Bit manipulation – Loops and jumps – Strings – Subroutines and interrupts – Processor control

14 Microprocessor Programming Cada instrucción consiste en una secuencia de “1’s” y “0’s” o un “binary string”, el cual es decodificado por el micro antes de que se comience a ejecutar el proceso. Estas secuencias de dígitos binarios se conocen como el lenguaje de maquina (machine language). Como les mencioné antes las primeras computadoras se programaban en lenguaje de máquina.

15 Microprocessor Programming Para simplificar la tarea se creó el “Assembly Language”. – Es un lenguaje de bajo-nivel el cual posee instrucciones en una forma similar al ingles que pueden ser directamente traducidas a instrucciones en secuencias de dígitos binarios o patrones de data. Ejemplo: – MOV AX,BX to 11000010 01 01

16 English-like Assembly Language Binary Assembler Figure 12-3 Block diagram of microprocessor programming

17 Microprocessor Programming English like instructions = mnemonics Cada lenguaje de assembly es específico para cada familia de microprocesador. Ofrece el beneficio de que el programador posee control total del micro y los programas se ejecutan de forma más rápida en el mismo. El programador puede controlar de manera mas efectiva los procesos de “interrupts” que con otros lenguajes.

18 Microprocessor Programming Existen otros lenguajes de programacion que son independientes de la familia de micro, estos son: – BASIC – FORTRAN – C/C++ – JAVA