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

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

José Gorjón

UD-8 Análisis y estructura de sistemas microprogramables.

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ÍndiceÍndice

� 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.


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Objetivos.Objetivos.

� Estructura de bloques de un sistema programable.� Estructura de un microprocesador.� Diferenciar entre un microprocesador y un microcontrolador.� Instrucciones.� Subrutinas e interrupciones.

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Introducción.Introducción.


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Cableada versus ProgramableCableada versus Programable

� Electrónica Cableada� Diseño con puertas

lógicas.

� Dedicada

� Un diseño una aplicación.

� Electrónica Programable� Gran cantidad de

funciones.

� Un diseño varias aplicaciones.

� Programa residente en memoria.


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Ventajas de la lógica programable.Ventajas de la lógica 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.


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Distribución de ventas según su aplicación.Distribución de ventas según su aplicación.

Aplicaciones industriales. 16%

Aplicaciones relacionadas con los computadores y sus periféricos.

1/3

Industrias de automoción.10%

Área de las comunicaciones.16%

Aplicaciones de consumo (TV, vídeo, electrodomésticos, juegos, etc.)

1/4

Aplicación o Área.Porcentaje


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AplicacionesAplicaciones


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Evolución y perspectivasEvolución y perspectivas

� Evolución y previsión del mercado de uC

Ventas de uC (millones de $)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

'90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00

4-bit

8-bit

16-bit

Ventas de uC (millones de unidades)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

'90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00

4-bit

8-bit

16-bit

� 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).


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Webs:Webs:

www.atmel.comwww.chipcon.comwww.freescale.comwww.microchip.comwww.rfm.comwww.ti.comwww.xemics.comwww.zigbee.orgwww.palowireless.com/zigbee/whati

s.asp

www.amd.comwww.analog.comwww.fairchildsemi.comwww.infineon.comwww.intel.comwww.maxim-ic.comwww.oki.comwww.renesas.comwww.semiconductors.philips.com

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Estructura de un sistema microprogramable.

Estructura de un sistema microprogramable.


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Arquitectura Von Neumann Arquitectura Von Neumann


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MemoríasMemorías


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Harvard vs. Von Neumann Block ArchitecturesHarvard vs. Von Neumann Block Architectures


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Microcontrolador

Microprocesadores y MicrocontroladoresMicroprocesadores y Microcontroladores

� Microprocesador (uP): circuito de computación integrado en un chip

Microprocesador

ALU

REGS

CU

� Microcontrolador (uC): Dispositivo integrado que incluye un microprocesador, memoria y dispositivos periféricos (dispositivos de entrada/salida, convertidores A/D, puertos de comunicación, etc.).

Memoria

Dispositivosde

Entraday Salida

(interruptores,relés, teclado, ratón, pantalla, disco, etc.)

CPU (micro)

ALU

REGS

CU

Memoria

E/S

(interruptores,relés, teclado, ratón, pantalla, disco, etc.)


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Tipos de uP y uCTipos de uP y 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?).


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CPU (Microprocesador)CPU (Microprocesador)


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Unidad de controlUnidad de control


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Decodificación de una instrucción.Decodificación de una instrucción.


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Unidad aritmético-lógica (ALU)Unidad aritmético-lógica (ALU)


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ALU (Unidad Aritmético-Lógica)ALU (Unidad Aritmético-Lógica)


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RegistrosRegistros

Registros de

propósito especifico.


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BusesBuses


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Bus compartido, buffer triestado.Bus compartido, buffer triestado.

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Funcionamiento de un procesador.Funcionamiento de un procesador.


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Ciclo de instrucción.Ciclo de instrucción.


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Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador.Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador.


JOSE GORJON 1-39

Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador.Las subrutinas y la pila de memoria en un microprocesador.


JOSE GORJON 1-40

Interrupciones en un microprocesador.Interrupciones en un microprocesador.


JOSE GORJON 1-41

Subrutina de atención a la interrupción.Subrutina de atención a la interrupción.


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Procesamiento paralelo. (Subscalar, y superscalar)Procesamiento paralelo. (Subscalar, y superscalar)

Subescalar

Escalar

Superescalar


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PICPIC


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80C51 Block Diagram80C51 Block Diagram


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80C5180C51


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BibliografíaBibliografía

Patterson & Hennessy “Computer Architecture: A Quantitative Approach” Morgan Kaufmann Publishers

S. Lanceta, L. Peciña “Microcontroladores industriales MCS-51” Edebé Profesional.

J.Mª Angulo, S. Romero, I. Angulo “Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones, segunda parte PIC16F87x” McGraw Hill

J.Mª Angulo, I. Angulo “Microcontroladores PIC. Diseño práctico de aplicaciones, primera parte PIC16F84” McGraw Hill

F. Remiro, A. J. Gil, L.M. Cuesta “Lógica digital y microprogramable” McGraw Hill Ciclo Formativo Grado Superior.

Wakerly, J “Microcomputer Architecture and Programming” J. Wiley, New York


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Recursos Web:Recursos 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

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