Introduccion a los micros

Conferencia 2 “Arquitectura y funcionamiento de los microprocesadores.”

Tema I - Introducción a los microprocesadores.

Sumario:
2.1 Introducción.
2.2 Arquitectura de los microprocesadores.
2.3 Sistemas de buses.
2.4 Funcionamiento de los microprocesadores.
2.5 Arquitectura de la familia 51.

Objetivos:
Relacionarse con la arquitectura y funcionamiento de un microprocesador.

2.1Introducción.

Existen dos soluciones para implementar un circuito digital que resuelva un determinado problema:

a.- Lógica cableada:
Son circuitos diseñados exclusivamente para realizar una aplicación concreta.

b.- Lógica programada:
Es un concepto más amplio que dio lugar a las máquinas universales programadas. Se trata de máquinas potentes y flexibles capaces de realizar la mayoría delas funciones básicas necesarias para cualquier aplicación.
Trabajan de forma secuencial ejecutando progresivamente las operaciones necesarias.

2.2 Arquitectura de los microprocesadores.

Se puede definir al “Microprocesador” como una componente electrónica, digital, sincrónica que realiza operaciones lógico-aritméticas y que ejerce funciones de control sobre el resto del SistemaMicrocomputador (SMP).

Existen dos tipos de estructuras conceptualmente distintas en cuanto a la forma de considerar la memoria en un sistema de cómputo:

Estructura Harvard: Cuando la memoria o procedimiento recibe un tratamiento distinto de la memoria de datos u operandos.
Estructura Princenton o Von Newman: cuando el tratamiento de memoria es unico, sin distinción entre datos e instrucciones.Este sistema es el mas sencillo y flexible, siendo el que se emplea en la mayoría de los microprocesadores.
En 1940 Von Newman acaba configurando la arquitectura básica de los ordenadores modernos, basada en los siguientes conceptos:

- programa almacenado
- ruptura de la secuencia de programa mediante la toma de decisiones

Su diagrama de bloques es el siguiente:

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Memoria:
En ellase almacena el programa a ejecutar en forma de secuencia de instrucciones.

Unidad de Control:
Su función es enviar consecutivamente instrucciones del programa desde la memoria hasta la unidad de proceso.

Unidad de Proceso:
Las instrucciones son decodificadas y ejecutadas en esta unidad.

Unidad de E/S:
Realiza la comunicación con el mundo exterior, es decir, con el ser humano. Recibe yrepresenta los datos y resultados de forma asequible para éste.

Reloj:
El reloj se encarga de sincronizar todo el sistema compensando los retardos de los diferentes módulos. El sistema microprocesador es un sistema secuencial, la secuencia que realiza es la ejecución continua de instrucciones.

El elemento básico es el microprocesador o CPU que engloba a la unidad de control y a la unidad deproceso.

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Sistema Mínimo Microprocesador
El sistema mínimo está basado en la estructura de Von Newman. Sus bloques básicos son los siguientes:
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- CPU, Central Process Unit o Unidad Central de Proceso. Formada por dos bloques: Unidad de Control y Unidad de Proceso.
- Memoria, donde residen las instrucciones del programa y sus datos.
- Módulos E/S, elementosencargados de recibir y entregar información al exterior.
Los tres módulos están conectados entre sí por medio de los Buses de Comunicación. Cada bus está formado por un conjunto de conductores por los cuales se transmite la información digital en forma de pulsos eléctricos.
Un microprocesador por sí solo no es capaz de solucionar una tarea concreta; para que lo pueda hacer es necesario conectarloa otros componentes electrónicos, tales como memorias, y dispositivos de entrada/salida. Cuando en una sola pastilla de circuito integrado (junto al MP) existe una cantidad suficiente de esos otros elementos que conformen un SMP, capaz de llevar a cabo tareas específicas, entonces se habla de un Microcontrolador (MCU).

2.3 Sistemas de buses.

Bus de direcciones: A 0 - A m-1
Es el empleado...