PROCESADOR I: Este debe de ser
capaz de hacer unas operaciones
aritmeticas logicas basicas, a partir
de las cuales se pueden resolver
problemas mas complejos.
Arquitectura de Computadoras: Von
Neumann
PROCESADOR=Sistema|Memoria-Unidades
de E/S = Interconexion|
La ejecucion de las instrucciones se produce de manera
secuencia: Despues de ejecutar una instruccion se ejecuta la
sigueinte instruccion que hay en la memoria principal, pero
se puede romper la secuencia de ejecucion utilizando
instrucciones de ruptura de secuencia.
ARITMETICAS:
Suma|Resta|Multiplicacion|Division.
EL OBJETIVO DE LA ARQUITECTURA ES
CONSTRUIR UN SISTEMA FLEXIBLE QUE PERMITA
RESOLVER DIFERENTES TIPOS DE PROBLEMAS:
Ruptura de Secuencia: Salto condicional| Salto incondicional.
Programa + Datos -> Memoria
Logicas: AND|OR|XOR|NOT
TRANSFERENCIA DE DATOS: Mover un
dato de una localizacion a otra
Arquitectura Harvard
El procesador dispone de un sistema de conexion
independiente para acceder a la memoria de
instrucciones y a la memoria de datos.
Cada memoria y cada conexion pueden tener caracteristicas diferentes:
Por ejemplo, el tamaño de las palabras de memoria, el tamaño de cada
memoria y la tecnologia utilizada para implementarlas.
Debe haber un mapa de direcciones de instrucciones
y un mapa de direcciones de datos separados.
Los microcontroladores y el DSP (Procesador de señales digitales) son
dos tipos de comptadores que utilizan arquitectura harvard.
Microcontroladores
Es un sistema encargado de controlar el funcionamiento de un dispositivo, por
ejemplo, controlar que el nivel de un deposito de agua este siempre entre un nivel
minimo y un nivel maximo o controlar las funciones de un electrodomestico.
Un microcontrolador se considera un computador dedicado. Dentro de la
memoria se almacena un solo programa que controla un dispositivo.
Aplicaciones de Microcontroladores
Estructura de un Microcontrolador
1. Unidad de Proceso | 2. Dispositivos de
Entrada y Salida. | 3.Recursos auxiliares.
1. Procesador | Memoria de programa | Memoria de datos |
Lineas de interconexion. 2. Temporizador | Convertidor A/D |
Comparadores Analogicos | Puertos de comunicacion. 3.
Circuito de reloj | Modos de bajo consumo | Temporizador de
vigilancia | Reinicializacion o reset de procesador.
Telecomunicaciones: Se utilizan en los telefonos moviles | Productos de gran
consumo: Lavadoras, microhondas, lavavajillas. | Automocion: Airbags,
Frenado. | Informatica: HDD, Teclado. | Industria: Robotica, Motores.
Memoria y E/S
Las instrucciones que ejecuta el procesador y los datos
necesarios para cada instruccion estan almacenados
en la memoria principal, pero para introducirlos en la
memoria es necesario de un dispositivo de entrada.
Instrucciones + Datos -> Dispositivo Entrada Memoria
Estos resultados se deben representar a los
usuarios , por lo que es necesario algun tipo de
dispositivo de salida.
En un computador con arquitectura VON NEWMANN, ademas del procesador son
necesarias otros elementos: DISPOSITIVOS DE SALIDA | MEMORIA PRINCIPAL
Perifericos
Segun la aplicacion del microcontrolador, son necesarios
unos u otros. Los recursos mas habituales que hay en la
mayoria de los microcontroladores son los siguientes:
Circuito de Reloj | Temporizador | Temporizador de vigilancia | Convertidor ADC/DAC | Comparadores analogicos | Sistema
de proteccion de fallos de alimentacion | Modos de funcionamiento de bajo consumo | Modulos de comunicacion
PROCESADOR DE SEÑALES
Es un dispositivo capaz de procesar en tiempo real señales procedentes de diferentes
fuentes. Un DSP tiene caracteristicas propias de un microcontrolador y tambien de
los microprocesadores. | Dispone de un procesador con gran potencia de calculo
preparado para tratar señales en tiempo real y puede hacer operaciones aritmeticas.
APLICACIONES DE DSP
Procesamiento de Voz | Radar y sonar | Sismologia y Medicina | Reconocmiento
de voz | Procesamiento de Imagenes | Compresion de audio | Telefonos
moviles | Reproductor MP3 | Modems ADSI | Manos Libres | Osciloscopios
ORGANIZACION DE UN DSP
El procesador habitualmente dispone de multiples ALU y multiplicadores que son
capaces de hacer distintas operaciones aritmeticas en un solo ciclo de reloj del sistema.
Sistema de Interconexion
El medio de interconexion habitual en la Arquitectura de VON NEWMANN, es el bus un
medio de comunicacion compartido o multipunto, donde se conectan todos los
componentes que se quieren interconectar
El sistema de interconexion es necesario pero generalmente
no se considera una unidad funcional del computador.
Como se trata de un medio compartido, es
necesario un mecanismo de control y acceso de bus.
PROCESADOR DE SEÑALES: Banco de Registros -> Banco de registros -> Unidad aritmetica logica ->
Unidad de control = BUS INTERNO DE DATOS E INSTRUCCIONES: Sistema de E/S -> Bus -> Memoria.
PROCESADOR II: Señales de control -> Datos
->Unidad Aritmetica Logica -> Resultados
Cada instruccion maquina se ejecuta en el procesador genera un determinado
conjunto de señales a fin que la ALU haga una operacion determinada.
INSTRUCCIONES DE TRANFERENCIA DE DATOS: Se
pueden mover datos entre diferentes localizaciones
del computador sin la intervencion de la ALU.
Dentro del procesador es necesaria una unidad,
denominada unidad de control, que sea capaz
de interpretar las instrucciones para generar el
conjunto de señales de control necesarias para
gobenar la ejecucion de las instrucciones.
Almacenar Datos: Bus de Datos -> BR | Recuperar Datos: BR -> Bus de Datos.
Componentes Procesador
Arquitectura RISC-CISC
Caracteristicas de RISC/CISC
Parametro: Tipo instrucciones, No. Isntrucciones, Duracion,
Formato, ejecucion, Duracion, Formato, Ejecucion, Modos
direccionamiento, Conjunto registros, Complejidad
RISC: Instrucciones de maquina -> Ejecucion de instrucciones |
CISC: Instrucciones maquina -> Conversion microcodigo ->
Microinstrucciones -> ejecucion de microinstruccion
Contador Programa | Memoria Instruccion | Unidad de Control | Banco
de registros | Memoria Datos | Unidad Aritmetica Logica | Unidad Punto
Flotante | Registro de Estado | Bus Control | Bus Instrucciones | Bus
Datos | Bus Direcciones | Bus compartido | Bus Particular.