Preguntas claves (y sus respuestas)

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1 1 Preguntas claves (y sus respuestas) Qué es un microprocesador? Es un Circuito Integrado Secuencial Síncrono Qué necesita para funcionar? Qué hace? Para qué? Una tensión continua estable (5V, 3.3V, 2.5V, 1.5V...) Una señal de reloj (frecuencia del oscilador) Otros circuitos digitales (sistema mínimo microprocesador) Interpreta (decodifica) combinaciones de bits (órdenes) y genera señales digitales internas y/o externas para el resto de circuitos Para ejecutar de manera continua una secuencia de órdenes (o programa) 2 1

2 Sistema Mínimo Microprocesador Mundo exterior Unidad Central de Proceso (CPU) CU: Unidad de Control ALU: Unidad Aritmético-Lógica Registros 3 Buses: canales de comunicación entre unidades Bus de Direcciones: selecciona origen o destino (unidireccional): M líneas: capacidad de direccionar 2 M posiciones/direcciones Bus de Datos: transferencia de datos (bidireccional) N líneas: bits transmitidos en paralelo (tamaño de los datos) Bus de Control: heterogéneo, depende del microprocesador 4 2

3 Arquitectura interna del Microprocesador: Propósito general: aplicación genérica, computadores, control DSP (Procesador de Señal Digital): tratamiento de señal, filtrado, codificación. ASIP (Procesador Integrado de Aplicación Específica): optimizado para una aplicación concreta La frontera entre unos y otros cada vez es más difícil de delimitar: Propósito general (muchas aplicaciones) Qué es un Pentium? ASIP (instrucciones multimedia) DSP (prestaciones gráficas) 5 Comparativa de los Microprocesadores: Tamaño de los datos Frecuencia de trabajo Capacidad de direccionamiento Densidad de integración Número de registros internos Juego de instrucciones (CISC ó RISC) Arquitectura interna y externa 6 3

4 Dónde están los microprocesadores? La asignatura se centra en el uso de Microprocesadores para el diseño de SISTEMAS EMPOTRADOS : Sistema que integra un Microprocesador para una tarea específica pero no es visible ni programable por el usuario El uso de Microprocesadores para el diseño de computadores se trata en las asignaturas de Computadores (Fundamentos y Arquitectura) 7 Sistemas microprocesadores para aplicaciones industriales Cygnus-1 Single Board Computer (8 ó 16 MHz) 8 4

5 Otro sistema microprocesador VCM332: Dimensiones: 95 x 69 mm Microprocesador Oscilador MHz 1MByte de SRAM con batería 1Mbyte de EPROM 1kbyte de EEPROM serie 3 puertos serie Temporizador de 16 bits Reloj de tiempo real Alimentación 5V Consumo 140mA (16.78MHz) Fabricante MPL 9 Más integración Microcontrolador: Integrado que incluye un microprocesador, memoria (de programa y datos) y unidades de entrada/salida (puertos paralelo, temporizadores, módulos CCP, conversores A/D, puertos serie,...) 10 5

6 Clasificación/aplicaciones Gama baja: 4, 8 y 16 bits Aplicaciones de control electrodomésticos, juguetes, smart-cards, periféricos,... Gama media: 16 y 32 bits Procesamiento y control teléfonos móviles, automóviles, PDA,... Gama alta: 32, 64 y 128 bits Procesamiento computadores, videoconsolas, : INTEL 4004 (Microprocesador de 4 bits) Un poco de Historia transistores pmos en 3mmx4mm Juego de 45 instrucciones instrucciones por segundo Alimentación de continua de 15V El Pioner 10 (nave de 1972) lo llevaba 1972: INTEL 8008 (de 8 bits) Versión pmos y versión TTL Juego de 50 instrucciones Necesitaba de 12 a 30 C.I. adicionales 48 instrucciones 1974: INTEL 8080 (8 bits) Tecnología nmos, doble velocidad que 8008 Mayor densidad de integración (4.500 transistores) 72 instrucciones Alimentaciones de +5V, -5V y 12V 12 6

7 1975: MOTOROLA 6800 (8 bits) Tensión de alimentación 5V 78 instrucciones ciclo de máquina = ciclo de reloj ROCKWELL 6502 (8bits) INTEL 8085 (de 8 bits) ZILOG Z80 (8 bits) 1978: INTEL 8088 / 8086 (16 bits) 1979: MOTOROLA (16 bits) NATIONAL (16 bits) 1982: MOTOROLA / NATIONAL ZILOG Z : INTEL (16 bits) Usado en PC AT (Advanced Technology) MOTOROLA (16 bits) Usado en Apple Macintosh 1985 INTEL (32 bits) MOTOROLA (32 bits) Sigue la Evolución para Computadores INTEL MOTOROLA (32 bits) (Hubble) (32 bits) = Pentium (64bits) (falló) Pentium II (64 bits) (32 bits) Pentium III (128 bits) Pentium IV (128 bits) STOP