Microprocesadores

ELT3822 MICROCONTROLADORES Tema 1

Microprocesadores

BUSCANDO FALLOS EN EL ESQUEMA DE UN MICROPROCESADOR
Chipworks Inc Canada

Procesador circuito secuencial sincrónico de propósito lo más general posible ¡ El Microprocesador es un componente de alta escala de integración (LSI) !

Transistor 2 Transistores 1945 1948 ENIAC Transistor 1er Computador Lab. Bell válvulas Schokley,Brattain, Bardeen 1960 1958 Primer IC MOSFET Kilby

2.300 Transistores 1971 Primer µP 4004 INTEL

42 millones deTransistores 2001 Pentium IV INTEL

EVOLUCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN DE MICROPROCESADORES
1945 ENIAC 1er Computador válvulas

Transistor 2 Transistores 1948 Transistor Lab. Bell Schokley, Brattain, Bardeen 1960 1958 Primer IC MOSFET Kilby

2.300 Transistores 1971 PrimerµP 4004 INTEL

42 millones deTransistores 2001 Pentium IV INTEL

Mas de 60 años

ENIAC (1945)

Microprocesador (µP) = Componente LSI que incorpora los elementos de la unidad central de proceso (CPU) de un computador. Microcomputador= Sistema computador construido alrededor de un µP. Minicomputador= Sistema computador con CPU basada en bloques MSI o SSI. Microcontrolador (µC o MCU)=µP en un solo chip .

ANÉCDOTA INTEL AÑO 1972:

TRC = tubo de rayos catódicos •Contrato para el desarrollo de un controladores paraTRC para DATAPOINT 8008 4004 •Se presental INTEL y TEXAS •Lo desarrolla INTEL •Es algo lento para TRC (no funciona bien como TRC) •Estalla guerra de precios de transistores (precio transistores baja) •El TRC con transistores es muy barato •DATAPOINT “pasa” de INTEL ysaca al mercado su TRC con transistores •Gran faena para INTEL: pérdida de dinero invertido, equipo despedido •Pone en catálogo el producto desarrollado •¡SORPRESA!: El producto se vende muy bien (INTEL 8008)

•¡Ha nacido el microprocesador!

•El año anterior (1971) habían desarrollado un producto de arquitectura similar (INTEL 4004) para un fabricante japones de calculadora •El equipodespedido crea la ZILOG (Z80) •Otros fabricantes entran en el negocio (MOTOROLA)

ELEMENTOS BASADOS EN MICROPROCESADORES
) µP en ordenadores personales: para PC INTEL (PENTIUM) o AMD para MAC MOTOROLA (power PC)

) MCU en aplicaciones industriales: MICROSYSTEM (PIC), MOTOROLA (68HC11), ...... ) Automátas programables o PLC: OMRON y SIEMENS ) Procesadores digitales de señal (DSP): Texas Instrument(www.ti.com) ) Procesadores Neuronales: MOTOROLA o TOSHIBA (Neuron Chip)

Arquitectura básica

Computadora
• Componentes principales

CPU

MEMORIA

E/S 1

E/S 2

E/S n

Microprocesadores

CPU
Bus de Direcciones

Unidad de Control
Bus de Control

Bus de Datos

ALU

Registros

(Unidad Aritmético Lógica)

Arquitecturas típicas

ARQUITECTURA VON-NEUMANN
(CISC“Complex Instruction Set Computer”)
ALIMENTACIÓN EXTERIOR

RELOJ

CPU

MEMORIA ROM (Programa)

MEMORIA RAM (Datos)

Entrada / Salida

MAPA DE MEMORIA MAPA E/S 16 = 64K 20 = 1M 24 = 16M 32 = 4G DIRECCIONES DATOS BUSES

8 16 32 64

CONTROL CLK Interrupciones RESET DMA R/W

ARQUITECTURA HARVARD
(RISC “Reduced Instruction Set Computer”)
Muy pocas instrucciones: p.e. 64 6 bitsINSTRUCCIÓN

8 bits
DATO INMEDIATO

BUS DATOS PROGRAMA

14 ALIMENTACIÓN

EXTERIOR

MEMORIA ROM (Programa)

RELOJ

CPU

MEMORIA RAM (Datos)

Entrada / Salida

DIRECCIONES CONTROL DATOS BUSES

IDEAS BÁSICAS µP

1.- Es un sistema secuencial sincrono. 2.- Existe siempre un RELOJ (CLK). Normalmente la circuitería es interna y con un cuarzo externo se define la frecuencia defuncionamiento. 3.- Existe un PROGRAMA que gobierna el funcionamiento del sistema. Está constituido por un conjunto de instrucciones que se ejecutan de forma secuencial y que están almacenadas en memoria (ROM) de forma codificada.

IDEAS BÁSICAS µP

4.- La MEMORIA es el lugar de almacenamiento de datos y resultados parciales. Datos fijos y Programa (ROM) y datos variables (RAM). 5.- La CPU...