Introduccion microprocesadores

MICROPROCESADORES
Esencialmente, un microprocesador (µP) es un circuito de alta escala de integración, compuesto de muchos circuitos más simples como son los Fip-flops, contadores, registros, decodificadores, comparadores, etcétera; todos ellos en un mismo encapsulado, de modo que el microprocesador puede ser considerado un dispositivo lógico de propósito general o universal. Todos loscomponentes que llevan a cabo físicamente la lógica y operación del microprocesador se denominan hardware. Además existe una lista de instrucciones –con las que se forman programas- que puede ejecutar; éstas constituyen el lenguaje del microprocesador o software. Los pines o terminales de un microprocesador sacan del encapsulado las líneas de sus buses de direcciones, datos y control, para permitir laconexión con memorias, módulos E/S, reloj y alimentación.

SISTEMA MÍNIMO Un microprocesador por sí mismo no es capaz de realizar tarea alguna, es necesario hardware de soporte; los elementos mínimos que requiere son: Una fuente de alimentación Un circuito de reloj Dispositivos de memoria Interfaz o módulo de entrada y salida (E/S) La implementación de todo este hardware constituye lo que se conocecomo sistema mínimo, el siguiente diagrama corresponde a un sistema basado en la estructura de Von Newman. Sus bloques básicos son los siguientes:

Microprocesador o CPU (Central Process Unit), formado por los bloques principales: Unidad de Control y Unidad de Proceso. Memoria, dispositivos o circuitos donde residen los códigos de las instrucciones del programa y los datos. Módulos E/S,dispositivos o circuitos encargados de recibir y entregar información entre el CPU y la aplicación. 4

Los tres módulos están conectados entre sí por medio de los Buses del sistema. Un bus está formado por un conjunto de conductores por los cuales se transmite la información digital en forma de pulsos eléctricos. Buses del sistema Bus de direcciones: A0-Am-1.- Es el empleado por la CPU para seleccionarla dirección de memoria o el dispositivo de E/S con el cual va a intercambiar información. Es por tanto unidireccional y su tamaño, o número de conductores que lo constituyen, determina la capacidad de direccionamiento de la CPU, que es el máximo número de posiciones de memoria y dispositivos E/S a los que la CPU puede acceder. Para m líneas la capacidad de direccionamiento será: 2m localidades.Bus de datos: D0 – Dn-1.- Es el conjunto de conductores a través del cual el µP intercambia información con la unidad de memoria o E/S seleccionado mediante el bus de direcciones. Características: Bidireccional: la información puede viajar en los dos sentidos. Número de líneas (N): representa la cantidad de bits que se pueden transmitir simultáneamente. Suele denominarse la Palabra del µP.Triestado: las líneas del bus de datos deben ser triestado. Las líneas triestado son aquellas capaces de tener tres estados: • • • Estado alto (High, H) Estado bajo (Low, L) Estado de alta impedancia (High Impedance, Hi-Z)

o Mientras el µP se está comunicando con el dispositivo E/S 1, sólo estos dos dispositivos pueden disponer del bus de datos. o Por lo que el resto de dispositivos conectadosfísicamente al bus de datos deben permanecer con sus líneas en alta impedancia (Dispositivo E/S 2), para evitar corto-circuitos, alteración de la información, etc. o La Unidad de Control de la CPU es la que decide qué elemento envía la información y qué elemento la recibe, así como los elementos que deben desconectarse del bus y ponerse en alta impedancia.

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Bus de control.- Está formado por unconjunto de líneas por las que circulan las señales auxiliares de gestión y sincronización del sistema. Las líneas existentes dependen del fabricante del µP y de las funciones que desee implementar. Algunas señales típicas en todos los sistemas son: Señal de reloj de sincronización Señal de RESET o inicialización Señal de lectura/escritura en memoria, etc. Unidad de Memoria.- La memoria se emplea...