ARQUITECTURA DE LOS MICROPROCESADORES

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Abstracto— The following research will be released in relation to all microprocessor architectures emphasizing three of them RISC, CISC and VLIW architecture; Knowing the characteristics of each and their structure.

key- words architecture, microcontroller

I. Introducción
Para el diseño de un microcontrolador se debe decidir cuál será su juego de instrucciones; esta decisión es muyimportante debido a que inicialmente el juego de instrucciones decide el diseño especifico del conjunto y cualquier operación que deba ejecutarse en el microprocesador deberá poder ser descrita en términos de un lenguaje de estas instrucciones; por esta razón podemos encontrar algunas arquitecturas de diseño como la RISC y la CISC, aparte de conocer también la arquitectura para CPU’s VLIW; las cualesse desarrollaran en el siguiente trabajo.



II. ARQUITECTURA CISC


La tecnología CISC (Complex Instruction Set Computer) nació de la mano de Intel, creador en 1971 del primer microchip que permitiría el nacimiento de la informática personal. Más concretamente, sería en 1972 cuando aparecería el 8080, primer chip capaz de procesar 8 bits, suficiente para representar números y letras. Con laposibilidad de colocar todos los circuitos en un solo chip y la capacidad de manejar número y letras nacería la cuarta generación de ordenadores, la de los conocidos como PC u ordenadores personales.
Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos.Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que en la actualidad la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples, llamadas generalmente microinstrucciones.
La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquitecturas CISC. Lamicroprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por un microprograma localizado en una memoria en el circuito integrado del procesador. Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj, al menos uno por microinstrucción. Es asíentonces como los chips CISC utilizan comandos que incorporan una gran diversidad de pequeñas instrucciones para realizar una única operación.
Cuando el sistema operativo o una aplicación requieren de una de estas acciones, envía al procesador el nombre del comando para realizarla junto con el resto de información complementaria que se necesite. Pero cada uno de estos comandos de la ROM del CISCvarían de tamaño y, por lo tanto, el chip debe en primer lugar verificar cuanto espacio requiere el comando para ejecutarse y poder así reservárselo en la memoria interna. Además, el procesador debe determinar la forma correcta de cargar y almacenar el comando, procesos ambos que ralentizan el rendimiento del sistema.
El procesador envía entonces el comando solicitado a una unidad que lo descodificaen instrucciones más pequeñas que podrán ser ejecutadas por un nanoprocesador, una especie de procesador dentro del procesador. Y al no ser las instrucciones independientes, pues son instrucciones menores procedentes de la descodificación de una instrucción mayor, sólo puede realizarse una instrucción cada vez.
A través de la compleja circuitería del chip, el nanoprocesador ejecuta cada una de lasinstrucciones del comando. El desplazamiento por esta circuitería también ralentiza el proceso. Para realizar una sola instrucción un chip CISC requiere de cuatro a diez ciclos de reloj.
Entre las bondades de CISC destacan las siguientes:
Reduce la dificultad de crear compiladores.
Permite reducir el costo total del sistema.
Reduce los costos de creación de software.
Mejora la compactación de...