Robótica Inteligente Arquitectura de Computadoras

Transcripción

1 Robótica Inteligente Arquitectura de Computadoras Marco Antonio López Trinidad Luis Enrique Sucar Succar Departamento de Computación Tec de Monterrey

2 Arquitectura de computadoras

3 Arquitectura de computadoras Robots Semiautonomos

4 Arquitectura de computadoras Robots Autonomos

5 Arquitectura de computadoras Instrucción Memoria Fetch Unidad de control IR Decode Execute ALU I/O

6 Arquitectura básica de computadoras ALU realiza operaciones aritméticas y lógicas Memoria programas y datos pueden estar aqui (Arquitectura Bon Newman) I/O comunicación con el mundo exterior mediante lectura de datos y escritura de datos (paralelo/serie) Unidad de control organiza las funciones dentro de la computadora

7 Numeros Binarios Numeros Direcciones Hex Hex Hex... FF FF Hex

8 Numeros Binarios Caracteres y Simbolos A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F NUL DLE SP P p SO H D C1! 1 A Q a q STX D C2 " 2 B R b r ETX D C3 # 3 C S c s EO T D C4 $ 4 D T d t ENQ NAK % 5 E U e u A CK SY N & 6 F V f v BEL ETB 7 G W g w BS CA N ( 8 H X h x HT EM ) 9 I Y i y LF SU B * : J Z j z V T ESC + ; K [ k { FF FS, < L \ l CR GS = M ] m } SO RS, > N ^ n ~ SI US /? O _ o DEL

9 Numeros Binarios Instrucciones LDAA 25H Cargar en el acumulador con un 25 o E Valor numerico de la instrucción en Hexadecimal Valor de la instrucción en binario ABX Sumar B con X, donde B es un numero sin signo E017 3A Valor numerico de la instrucción en Hexadecimal Valor de la instrucción en binario

10 Codificación binaria Esquema sin Signo Valor numerico = b i 2 i Sistema numerico posicional Rango de valores = 0 2 N 1 Variedad de usos Direcciones Apuntadores Contadores

11 Codificación binaria Esquema sin Signo Conversión de binario a decimal = 1X X X X X X X X2 0 = 141 Suma Decimal 3 5 Binario

12 Rangos de los numeros binarios sin signo 8 bits (byte): 0 > bits (word): 0 >65, bits: 0 > 16,777, bits (long word): 0 > 4,294,967, bits 0 > 1.84 X 10 19

13 Esquema de codificación: Complemento a uno Enteros Positivios Enteros Negativos Decimal Binario Decimal Binario Doble representación del 0!

14 Esquema de codificación: Complemento a dos Enteros Positivios Enteros Negativos Decimal Binario Decimal Binario numero complemento a 2 = numero complemento a 1 + 1

15 Esquema de codificación: Complemento a dos Valor del numero = Sistema posicional Rango de valores = Variedad de usos b N 1 2 N 1 b i 2 i 2 N 1 2 N 1 1 Enteros Desplazamientos Mapeo a valores fisicos

16 Esquema de codificación: Complemento a dos Conversión de binario a decimal 1101 = 1X X X X2 4 + = 3 1X X X X2 0 Operaciones Resta: se reduce al problema de sumar dos numeros

17 Rango del complemento a dos 8 bits (byte): 128 > bits (word): 8,192 > 8, bits: 8,388,608 > 8,388, bits (long word): 2,147,483,648 > 2,147,483, bits: 9.22X10 18 > 9.22X 18

18 Metodos para expansión de microprocesadores Razones para expandir: El reloj en tiempo real perimite hacer hacer transferencia de información con circuiteria externa muy rapidamente Los requisitos de diseño imponen restriciones con el tamaño, peso y consumo de energia

19 Metodos para expansión de microprocesadores Aun no se tiene el diseño definitivo del sistema, pero por si se llegaran a necesitar mas modulos no representaria muchos problemas agregarlos

20 Metodos para expansión de microprocesadores

21 Metodos para expansión de microprocesadores

22 Metodos para expansión de microprocesadores Los 8 pines de datos en las EPROM comparten el mismo bus de datos El numero de lineas que conectan a cada dispositivo indican cuantos bytes se almacenan en cada EPROM La EPROM 2732 utiliza 12 lineas de direcciones, por lo tanto cada dispositivo puede guardar 2 12 = 4096 bytes

23 Metodos para expansión de microprocesadores Cada 2732 tiene un pin Chip Select(CS). Esta entrada activa la lectura de información sobre el dispositivo cuando esta activada El 74LS138 tiene como proposito habilitar un dispositivo a la vez, activando la entrada CS de cada unidad

24 Conjunto de instrucciones define operaciones Ciclo de operacion: fetch, decode, execute Formato de instrucciones: OpCode[Arg1] Agrupamiento de instrucciones Trabajo > ADDX, SUBX, MUL, ANDX, ORX Mover > I/O, COPY, PUSH, POP, etc. Control de programa >JMP, JSR, RTS, BXX Control del sistema > RTI, SWI, WAI

25 Sinatxis básica de una instrucción Instr Arg1 Código de operación la instruccion: es el mnemonico de la operación que realiza la instrucción Identifica la localidad del operando que sera usado en la instruccion, localidad en la memoria o valor inmediato

26 Bibliografia 1. Mobile Robots, Inspiration for Implementation. Joseph L. Jones, Anita M. Flynn and Bruce A. Seiger. A K Peters, LTD. 2. Design with Micronotrollers. John B. Peatman 3. M68HC11 Reference Manual. Motorola cs.cmu.edu/~reshko/PILOT/