Micros

Microcontroladores PIC
Capítulo 1
1.1 Arquitectura Harvard. La arquitectura tradicional La arquitectura tradicional de computadoras y microprocesadores 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 (figura 1.1.1). El tamaño de la unidad de datos oinstrucciones esta fijado por el ancho del bus de la memoria. Es decir que un microprocesador de 8 bits, que tiene además un bus de 8 bits que lo conecta con la memoria, deberá manejar datos e instrucciones de una o más unidades de 8 bits (8 bits = 1 byte) de longitud. Cuando deba acceder a una instrucción o dato de más de un byte de longitud, deberá realizar más de un acceso a la memoria. Por otrolado este bus único limita la velocidad de operación del microprocesador, ya que no se puede buscar en memoria una nueva instrucción, antes de que finalicen las transferencias de datos que pudieran resultar de la instrucción anterior. Es decir que las dos principales limitaciones de esta arquitectura tradicional son : a) Que la longitud de las instrucciones esta limitada por la unidad de longitudde los datos, por lo tanto el microprocesador debe hacer varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas. b) Que la velocidad de operación (o ancho de banda de operación) esta limitada por el efecto de cuello de botella que significa un bus único para datos e instrucciones que impide superponer ambos tiempos de acceso. La arquitectura von Neumann permite el diseño de programas concódigo auto modificable, 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 arquitectura conocida 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 lasmemorias 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 (figura 1.1.2). Ambos buses son totalmente independientes y pueden ser de distintos anchos. Para un procesador de Set de

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Instrucciones Reducido, o RISC (Reduced Instrucción Set Computer), el set de instrucciones y el bus de lamemoria 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 una instrucción, y al mismo tiempo estar leyendo la próxima instrucción a ejecutar. Se puede observar claramente que las principales ventajas deesta arquitectura son: a) Que 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 programa. b) Que el tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, logrando una mayor velocidad deoperación. Una pequeña desventaja de los procesadores con arquitectura Harvard, es que deben poseer instrucciones especiales para acceder a tablas de valores constantes que pueda ser necesario incluir en los programas, ya que estas tablas se encontraran físicamente en la memoria de programa (por ejemplo en la EPROM de un microprocesador).

Los microcontroladores PIC 16C5X, 16CXX y 17CXX poseenarquitectura Harvard, con una memoria de datos de 8 bits, y una memoria de programa que, según el modelo, puede ser de 12 bits para los 16C5X, 14 bits para los 16CXX y 16 bits para los 17CXX.

1.2 Diagrama de bloques

1.3 Mapas de Memoria Interna (RAM). Organización

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La memoria interna de datos, también llamada archivo de registros (register file), está dividida en dos grupos: los...