Microprocesadores

1.1 El microprocesador.
Un microprocesador debe contener al menos: una unidad de control, unidad de aritmética y lógica y algunos registros.

Los componentes internos de un microprocesador son:
a) REGISTROS GENERALES
b) REGISTROS APUNTADORES (ESP Y EBP).
c) REGISTROS INDICES (ESI Y EDI).
d) REGISTRO DE SEGMENTOS (SS, CS, DS, ES.)
e) REGISTRO APUNTADOR DE INSTRUCCIONES (IP).
f)REGISTRO DE ESTADO (BANDERAS)
g) COLA DE INSTRUCCIONES
h) UNIDAD DE CONTROL DE LA UNIDAD DE EJECUCIÓN
i) BUSES INTERNOS
j) UNIDAD ARITMETICA Y LOGICA (ALU)

g) COLA DE INSTRUCCIONES
Una cola cuya abreviatura  es Q de "queue", es una línea de espera  como la que forman en la caja del supermercado. Algunos de los microprocesadores de 16 bits como el 8086/8088 del Intel o Motorola MC 68000utilizan tales líneas de espera para sus instrucciones. Dicho de otra manera sus instrucciones que han de  ejecutarse llegan al microprocesador  antes de lo necesario y "esperan" en una cola de instrucciones en este sistema, poseen la ventaja de que cada instrucción puede extraerse de memoria mientras otras se están ejecutando reduciéndose en consecuencia el tiempo de proceso, por ejemplo lasinstrucciones que incluyen directamente a la velocidad de aquellas otras que utilizan datos de los registros de la CPU, las colas de instrucciones son normalmente  cartas de 496 octetos en concreto la del 8086 es de 6 octetos, (tres palabras y la del 8088 es de 4 octetos). La cola de instrucciones es de un área de almacenamiento de tipo PEPS (Primero en entrar, primero en salir) para instruccionesdecodificadas y operandos ya disponibles.

h) UNIDAD DE CONTROL DE LA UNIDAD DE EJECUCIÓN
La función principal de la UC es dirigir la secuencia de pasos de modo que la computadora lleve a cabo un ciclo completo de ejecución de cada una de las intrusiones del programa. Utiliza señales de reloj, por lo que se considera que el microprocesador es un dispositivo síncrono. Su actividad  es cíclica yconsiste en la búsqueda y obtención de datos e instrucciones, y en la ejecución secuencial de éstas últimas.
El corazón de la unidad de control lo constituye el GENERADOR DE CICLO DE LA MAQUINA (GCM), que se encarga de producir las señales de control, derivándolas de un reloj u oscilador maestro.
Pasos para ejecutar una instrucción cualquiera:
a) Ir a la memoria y extraer el código de lasiguiente instrucción. Este paso se llama "ciclo fetch".
b) Decodificar la instrucción ya leída.
c) Ejecutar la instrucción.
d) Prepararse para leer la siguiente casilla de memoria y continuar con el paso a).
 
Las principales funciones de esta unidad son:
a) Leer e interpretar las instrucciones del programa.
b) Dirigir la operación de los elementos internos del procesador.
c) Controlarel flujo de datos y programas que entran y salen de RAM.
 
Para realizar su función consta de los siguientes elementos:
* Registro de control de secuencia (RCS). También denominado contador de programa (CP), contiene permanentemente la dirección de memoria  de la próxima instrucción a ejecutar. Si la instrucción que se esta ejecutando en un instante determinado es de salto o de rupturade secuencia, el RCS tomara la dirección  de la instrucción  que se tenga que ejecutar a continuación, esta instrucción la traerá de la propia instrucción en curso.
* Registro de instrucción (RI). Contiene la intrusión que se esta ejecutando a cada momento. Esta instrucción llevara consigo el código de operación (CO), ación de que se trata y en su caso los operandos  o las direcciones dememoria de los mismos.
* Decodificador (D). Se encarga  de extraer y analizar el código de operación de la instrucción en curso (que está en RI) y dar señales necesarias al resto de los elementos para su ejecución.
* Reloj (R). Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes  (frecuencia constante), que marca los instantes en que se han de comenzar los distintos...