Download UD.-8. Análisis y estructura de sistemas microprogramables. UD.

Survey
yes no Was this document useful for you?
   Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Document related concepts
no text concepts found
Transcript
UD.-8. Análisis y estructura de
sistemas microprogramables.
José Gorjón
JOSE GORJON
1-1
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Índice
Índice
Objetivos.
Introducción.
Estructura de un sistema microprogramable.
Estructura de un sistema microprogramable con microprocesador.
Arquitectura de un microprocesador.
Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador.
Las interrupciones en un microprocesador.
Sistema microprogramables con microcontrolador.
JOSE GORJON
1-2
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Objetivos.
Estructura de bloques de un sistema programable.
Estructura de un microprocesador.
Diferenciar entre un microprocesador y un microcontrolador.
Instrucciones.
Subrutinas e interrupciones.
JOSE GORJON
1-3
Introducción.
JOSE GORJON
1-4
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Cableada
Cableada versus
versus Programable
Programable
Electrónica Cableada
Diseño con puertas
lógicas.
Dedicada
Un diseño una aplicación.
JOSE GORJON
Electrónica Programable
Gran cantidad de
funciones.
Un diseño varias
aplicaciones.
Programa residente en
memoria.
1-5
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Ventajas
Ventajas de
de la
la lógica
lógica programable.
programable.
Reducción del tamaño.
Aumento de la fiabilidad.
Mantenimiento.
Reducción del tiempo de diseño de estos sistemas.
Método de programación.
Reducción de los costes de producción.
JOSE GORJON
1-6
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Distribución
Distribución de
de ventas
ventas según
según su
su aplicación.
aplicación.
Porcentaje
Aplicación o Área.
1/3
Aplicaciones relacionadas con los computadores y sus
periféricos.
1/4
Aplicaciones de consumo (TV, vídeo, electrodomésticos,
juegos, etc.)
16%
Área de las comunicaciones.
16%
Aplicaciones industriales.
10%
Industrias de automoción.
JOSE GORJON
1-7
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Aplicaciones
Aplicaciones
JOSE GORJON
1-8
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Evolución
Evolución yy perspectivas
perspectivas
Evolución y previsión del mercado de uC
Ventas de uC (millones de $)
Ventas de uC (millones de unidades)
12000
3000
10000
2500
2000
8000
4-bit
4-bit
6000
8-bit
1500
8-bit
16-bit
16-bit
4000
1000
2000
500
0
0
'90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00
'90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00
Previsiones de WSTS & ICE en 1994. Al parecer, las ventas reales han
superado las previsiones (pueden haber estado en torno a los 7500 millones
de unidades de uC para el 2000).
JOSE GORJON
1-9
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Webs:
Webs:
www.atmel.com
www.chipcon.com
www.freescale.com
www.microchip.com
www.rfm.com
www.ti.com
www.xemics.com
www.zigbee.org
www.palowireless.com/zigbee/whati
s.asp
JOSE GORJON
www.amd.com
www.analog.com
www.fairchildsemi.com
www.infineon.com
www.intel.com
www.maxim-ic.com
www.oki.com
www.renesas.com
www.semiconductors.philips.com
1-12
Estructura de un sistema
microprogramable.
JOSE GORJON
1-13
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Arquitectura
Arquitectura Von
Von Neumann
Neumann
JOSE GORJON
1-14
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Memorías
Memorías
JOSE GORJON
1-15
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Harvard
Harvard vs.
vs. Von
Von Neumann
Neumann Block
Block Architectures
Architectures
JOSE GORJON
1-16
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Microprocesadores
Microprocesadores yy Microcontroladores
Microcontroladores
Microprocesador (uP): circuito de computación integrado en
un chip
Microprocesador
ALU
Memoria
CU
REGS
Dispositivos
de
Entrada
y Salida
(interruptores,
relés, teclado,
ratón, pantalla,
disco, etc.)
Microcontrolador (uC): Dispositivo integrado que incluye un
microprocesador, memoria y dispositivos periféricos (dispositivos
de entrada/salida, convertidores A/D, puertos de comunicación,
etc.).
Microcontrolador
Memoria
CPU (micro)
ALU
CU
E/S
(interruptores,
relés, teclado,
ratón, pantalla,
disco, etc.)
REGS
JOSE GORJON
1-18
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Tipos
Tipos de
de uP
uP yy uC
uC
Arquitectura:
Propósito general: Aplicables en muchos casos. Generalmente con bajas
prestaciones.
DSP (Digital Signal Processor): Especialmente optimizados para
aplicaciones de tratamiento de señal.
ASIP (Application Specific Integrated Processor): Diseñado y optimizado
para una aplicación concreta.
Otros: Cada día, las fronteras entre unos y otros tipos están menos definidas.
Ej: ¿Qué es un Pentium? -> Se utiliza en muchas aplicaciones (¿propósito
general?), aunque con instrucciones específicas y orientación a multimedia (¿ASIP?), y
muy optimizado para dar altas prestaciones en gráficos (¿DSP?).
JOSE GORJON
1-19
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
CPU
CPU (Microprocesador)
(Microprocesador)
JOSE GORJON
1-22
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Unidad
Unidad de
de control
control
JOSE GORJON
1-23
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Decodificación
Decodificación de
de una
una instrucción.
instrucción.
JOSE GORJON
1-24
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Unidad
Unidad aritmético-lógica
aritmético-lógica (ALU)
(ALU)
JOSE GORJON
1-25
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
ALU
ALU (Unidad
(Unidad Aritmético-Lógica)
Aritmético-Lógica)
JOSE GORJON
1-26
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Registros
Registros
Registros de
propósito especifico.
JOSE GORJON
1-27
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Buses
Buses
JOSE GORJON
1-28
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Bus
Bus compartido,
compartido, buffer
buffer triestado.
triestado.
JOSE GORJON
1-29
Funcionamiento de un procesador.
JOSE GORJON
1-30
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Ciclo
Ciclo de
de instrucción.
instrucción.
JOSE GORJON
1-34
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Ciclo
Ciclo de
de instrucción.
instrucción.
JOSE GORJON
1-35
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Ciclo
Ciclo de
de instrucción.
instrucción.
JOSE GORJON
1-36
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Ciclo
Ciclo de
de instrucción.
instrucción.
JOSE GORJON
1-37
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Las
Las subrutinas
subrutinas yy la
la pila
pila de
de memoria
memoria en
en un
un microprocesador.
microprocesador.
JOSE GORJON
1-38
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Las
Las subrutinas
subrutinas yy la
la pila
pila de
de memoria
memoria en
en un
un microprocesador.
microprocesador.
JOSE GORJON
1-39
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Interrupciones
Interrupciones en
en un
un microprocesador.
microprocesador.
JOSE GORJON
1-40
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Subrutina
Subrutina de
de atención
atención aa la
la interrupción.
interrupción.
JOSE GORJON
1-41
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Procesamiento
Procesamiento paralelo.
paralelo. (Subscalar,
(Subscalar, yy superscalar)
superscalar)
Subescalar
Escalar
Superescalar
JOSE GORJON
1-42
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
PIC
PIC
JOSE GORJON
1-43
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
80C51
80C51 Block
Block Diagram
Diagram
JOSE GORJON
1-44
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
80C51
80C51
JOSE GORJON
1-45
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Bibliografía
Bibliografía
Patterson & Hennessy “Computer Architecture: A Quantitative Approach” Morgan Kaufmann
Publishers
Wakerly, J “Microcomputer Architecture and Programming” J. Wiley, New York
S. Lanceta, L. Peciña “Microcontroladores industriales MCS-51” Edebé Profesional.
F. Remiro, A. J. Gil, L.M. Cuesta “Lógica digital y microprogramable” McGraw Hill Ciclo
Formativo Grado Superior.
J.Mª Angulo, I. Angulo “Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones, primera parte
PIC16F84” McGraw Hill
J.Mª Angulo, S. Romero, I. Angulo “Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones,
segunda parte PIC16F87x” McGraw Hill
JOSE GORJON
1-46
UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.
Recursos
Recursos Web:
Web:
http://www.intel.com/
Search for the Intel Museum
http://www.ibm.com
http://www.motorola.com (PowerPC)
http://www.microchip.com
Charles Babbage Institute
Intel Developer Home
JOSE GORJON
1-47