UD.-8. Análisis y estructura de sistemas microprogramables.

Transcripción

1 UD.-8. Análisis y estructura de sistemas microprogramables. José Gorjón JOSE GORJON 1-1

2 Índice Objetivos. Introducción. Estructura de un sistema microprogramable. Estructura de un sistema microprogramable con microprocesador. Arquitectura de un microprocesador. Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador. Las interrupciones en un microprocesador. Sistema microprogramables con microcontrolador. JOSE GORJON 1-2

3 Objetivos. Estructura de bloques de un sistema programable. Estructura de un microprocesador. Diferenciar entre un microprocesador y un microcontrolador. Instrucciones. Subrutinas e interrupciones. JOSE GORJON 1-3

4 Introducción. JOSE GORJON 1-4

5 Cableada versus Programable Electrónica Cableada Diseño con puertas lógicas. Dedicada Un diseño una aplicación. Electrónica Programable Gran cantidad de funciones. Un diseño varias aplicaciones. Programa residente en memoria. JOSE GORJON 1-5

6 Ventajas de la lógica programable. Reducción del tamaño. Aumento de la fiabilidad. Mantenimiento. Reducción del tiempo de diseño de estos sistemas. Método de programación. Reducción de los costes de producción. JOSE GORJON 1-6

7 Distribución de ventas según su aplicación. Porcentaje 1/3 1/4 16% 16% 10% Aplicación o Área. Aplicaciones relacionadas con los computadores y sus periféricos. Aplicaciones de consumo (TV, vídeo, electrodomésticos, juegos, etc.) Área de las comunicaciones. Aplicaciones industriales. Industrias de automoción. JOSE GORJON 1-7

8 Aplicaciones JOSE GORJON 1-8

9 Evolución y perspectivas Evolución y previsión del mercado de uc Ventas de uc (millones de $) Ventas de uc (millones de unidades) bit 8-bit 16-bit bit 8-bit 16-bit '90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 0 '90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 Previsiones de WSTS & ICE en Al parecer, las ventas reales han superado las previsiones (pueden haber estado en torno a los 7500 millones de unidades de uc para el 2000). JOSE GORJON 1-9

10 Webs: s.asp JOSE GORJON 1-12

11 Estructura de un sistema microprogramable. JOSE GORJON 1-13

12 Arquitectura Von Neumann JOSE GORJON 1-14

13 Memorías JOSE GORJON 1-15

14 Harvard vs. Von Neumann Block Architectures JOSE GORJON 1-16

15 Microprocesadores y Microcontroladores Microprocesador (up): circuito de computación integrado en un chip Memoria Microprocesador CU Microcontrolador ALU REGS Dispositivos de Entrada y Salida (interruptores, relés, teclado, ratón, pantalla, disco, etc.) Microcontrolador (uc): Dispositivo integrado que incluye un microprocesador, memoria y dispositivos periféricos (dispositivos de entrada/salida, convertidores A/D, puertos de comunicación, etc.). Memoria CPU (micro) ALU CU REGS E/S (interruptores, relés, teclado, ratón, pantalla, disco, etc.) JOSE GORJON 1-18

16 Tipos de up y uc Arquitectura: Propósito general: Aplicables en muchos casos. Generalmente con bajas prestaciones. DSP (Digital Signal Processor): Especialmente optimizados para aplicaciones de tratamiento de señal. ASIP (Application Specific Integrated Processor): Diseñado y optimizado para una aplicación concreta. Otros: Cada día, las fronteras entre unos y otros tipos están menos definidas. Ej: Qué es un Pentium? -> Se utiliza en muchas aplicaciones ( propósito general?), aunque con instrucciones específicas y orientación a multimedia ( ASIP?), y muy optimizado para dar altas prestaciones en gráficos ( DSP?). JOSE GORJON 1-19

17 CPU (Microprocesador) JOSE GORJON 1-22

18 Unidad de control JOSE GORJON 1-23

19 Decodificación de una instrucción. JOSE GORJON 1-24

20 Unidad aritmético-lógica (ALU) JOSE GORJON 1-25

21 ALU (Unidad Aritmético-Lógica) JOSE GORJON 1-26

22 Registros Registros de propósito especifico. JOSE GORJON 1-27

23 Buses JOSE GORJON 1-28

24 Bus compartido, buffer triestado. JOSE GORJON 1-29

25 Funcionamiento de un procesador. JOSE GORJON 1-30

26 Ciclo de instrucción. JOSE GORJON 1-34

27 Ciclo de instrucción. JOSE GORJON 1-35

28 Ciclo de instrucción. JOSE GORJON 1-36

29 Ciclo de instrucción. JOSE GORJON 1-37

30 Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador. JOSE GORJON 1-38

31 Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador. JOSE GORJON 1-39

32 Interrupciones en un microprocesador. JOSE GORJON 1-40

33 Subrutina de atención a la interrupción. JOSE GORJON 1-41

34 Procesamiento paralelo. (Subscalar, y superscalar) Subescalar Escalar Superescalar JOSE GORJON 1-42

35 PIC JOSE GORJON 1-43

36 80C51 Block Diagram JOSE GORJON 1-44

37 80C51 JOSE GORJON 1-45

38 Bibliografía Patterson & Hennessy Computer Architecture: A Quantitative Approach Morgan Kaufmann Publishers Wakerly, J Microcomputer Architecture and Programming J. Wiley, New York S. Lanceta, L. Peciña Microcontroladores industriales MCS-51 Edebé Profesional. F. Remiro, A. J. Gil, L.M. Cuesta Lógica digital y microprogramable McGraw Hill Ciclo Formativo Grado Superior. J.Mª Angulo, I. Angulo Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones, primera parte PIC16F84 McGraw Hill J.Mª Angulo, S. Romero, I. Angulo Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones, segunda parte PIC16F87x McGraw Hill JOSE GORJON 1-46

39 Recursos Web: Search for the Intel Museum (PowerPC) Charles Babbage Institute Intel Developer Home JOSE GORJON 1-47