Introducci N Y Arquitectura De Microcontroladores

Introducción y Arquitectura de microcontroladores
En esta sección encontraras toda la información necesaria para ayudarte a despejar tus dudas respectos a los microcontroladores, empezaremos con la definición de:
¿Que son los Microcontroladores?

Primero que todo comenzaremos definiendo que son los microcontroladores: Los microcontroladores ( abreviado μC, UC o MCU ) son circuitos integrados queson capaces de ejecutar ordenes que fueron grabadas en su memoria. Su composición esta dada por varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especifica, son dispositivos que operan uno o mas procesos, por lo general los microcontroladores están basados en la arquitectura de Harvard, la cual consiste en dispositivos de almacenamiento separados (memoria de programa y memoria de datos).El termino microcontrolador esta dado por dos palabras que son “Micro”-“Controlador” las cuales tienen por significado “pequeño (en tamaño)” y “maniobrar o controlar (función principal)” procesos los cuales son definidos mediante la programación.
Un micro controlador esta constituido en su interior por las tres principales unidades funcionales de una computadora, las cuales son: unidad central deprocesamiento, memoria y periféricos de entrada y salida.
En fin un microcontrolador es un sistema completo, con unas prestaciones limitadas que no pueden modificarse y que puede llevar a cabo las tareas para las que ha sido programado de forma autónoma.
En cuanto a la arquitectura de los microcontroladores la detallaremos con mayor profundidad a continuación…
Arquitectura de losmicrocontroladores
Arquitectura Von Neumann La arquitectura tradicional:
La arquitectura tradicional de computadoras y microcontroladores se basa en el esquema propuesto por John Von Neumann, en el cual la unidad central de proceso, o CPU, esta conectada a una memoria única que contiene las instrucciones del programa y los datos. El tamaño de la unidad de datos o instrucciones esta fijado por el ancho del bus dela memoria. Las dos principales limitaciones de esta arquitectura tradicional son :
a) Que la longitud de las instrucciones esta limitada por la unidad de longitud de los datos, por lo tanto el microprocesador debe hacer varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas.
b) La velocidad de operación (o ancho de banda de operación) esta limitada por el efecto de cuello de botella quesignifica un bus único para datos e instrucciones que impide superponer ambos tiempos de acceso.
La arquitectura von Neumann permite el diseño de programas con código automodificable, práctica bastante usada en las antiguas computadoras que solo tenían acumulador y pocos modos de direccionamiento, pero innecesaria, en las computadoras modernas.
La arquitectura Harvard y sus ventajas:
La arquitecturaconocida como Harvard, consiste simplemente en un esquema en el que el CPU esta conectado a dos memorias por intermedio de dos buses separados. Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa, y es llamada Memoria de Programa. La otra memoria solo almacena los datos y es llamada Memoria de Datos. Ambos buses son totalmente independientes y pueden ser de distintos anchos. Paraun procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC (Reduced Instrucción Set Computer), el set de instrucciones y el bus de la memoria de programa pueden diseñarse de manera tal que todas las instrucciones tengan una sola posición de memoria de programa de longitud. Además, como los buses son independientes, el CPU puede estar accediendo a los datos para completar la ejecución de unainstrucción, y al mismo tiempo estar leyendo la próxima instrucción a ejecutar. Podemos observar claramente que las principales ventajas de esta arquitectura son:
a) El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa, logrando así mayor velocidad y menor longitud de...