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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
Diseo de un procesador.(Unidad de Procesamiento)
Circuitos Digitales.
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
Introduccin.
Procesador: Elemento que realiza lasoperaciones en el sistema y
realiza funcionesque habilitan las microoperaciones
aritmticas, lgicas y de corrimiento.
La unidad de procesamiento junto con launidad de control, forman
el CPU (Unidad
Central de Proceso).
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Organizacin del procesador.
La ALU (Unidad Aritmtica Lgica)
Organizacin del BUS El Registro de Status (Status Register )
El registro de corrimiento
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
La Unidad Aritmtica Lgica (ALU).
ALU
A B
4 4
F
ALU
4
Lneas de
control,M
Carry In
Carry out
S
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La unidad Central del Proceso
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El bus
Puesto que la unidad de procesamiento utilizavarios registro,
resulta ms eficiente utilizar unbus para interconectarlos.
Basados en MUX, Decos y Registros.
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RO
R1
R2
R3MUX A MUX B
ALU
DECO2X4
SEL A SEL B
DESTINO
REGISTRO
SALIDA
LOAD
FUNCION
DATO
EXTERNO
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Basados en una Memoria llamada Scratchpad.
A B
ALU
REGISTRO
FUNCION
MUX
SCRATCHPAD
MEMORY
READ
WRITE
ENTRADA O
DATO EXTERNO
LOAD
SALIDA
LOAD
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Microprocesador BIT-SLICE (2901)
A B
ALU
REGISTRO
FUNCION
SCRATCHPAD
MEMORY
DIR B
LOAD LOAD
DIR A
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ALU
ACUMULADOR
FUNCION
REGISTRO O
MEMORIA
SELDIR A
El acumulador es un
registro de propsito
general, para almacenar
el resultado de la
operacin de la ALU.
Basado en un registro Acumulador
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
El Status Register
ALU
A B
4 4
F(F3-F0)
ALU
4
Lneas decontrol
Carry InCarry out
S
V Z S C
F3
NOR4
EXOR
C: Carry
S: Signo
Z: Cero
V: Overflow
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El registro de corrimiento
Transfiere la salida de la ALU al bus de datos, esta
transferencia puede serdirecta, o puede existir un corrimiento
(derecha o izquierda).
MUX 4x1 MUX 4x1 MUX 4x1 MUX 4x1
Q D Q D Q D Q D
ENTRADAS DE LOS
DIFERENTES FF`s
SALIDAS
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
LA UNIDAD DE PROCESAMIENTO Para poder disear la unidad de
procesamiento una vez que se tienen
todos los elementos, solo queda por definir las variables de
control sobre
esos elementos.
ALU
REGISTROS
R0-R7
4 4
ALU
4
CONTROL F
Carry In
STATUS
REGISTRO DE
CORRIMIENTO
SEL
BUS B
SEL DESTINO
CONTROL H
CONTROL D
SEL
BUS A
CONTROL BCONTROL A
ENTRADAS
SALIDA
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
Necesitamos un nmero definido de lneas de control para
cada uno de los elementos de la Unidad de Procesamiento,por
ejemplo para seleccionar entre 8 registros necesito 3lneas de
control D, para la ALU 3 lneas de control F ms elCin, para el
registro de corrimiento 3 lneas (2 para la funciny una de entrada
serie), etc.
A B D F Cin HPalabra de
control
La palabra de control define la microoperacin a ejecutar, y
tambin sobre que
Dato, y a donde lo va a guardar.
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
A B D F Cin H Palabra decontrol
ALU
REGISTROS
R0-R7
4 4
ALU
4
CONTROL F
Carry InSTATUS
REGISTRO DECORRIMIENTO
SEL
BUS B
SEL DESTINO
CONTROL H
CONTROL D
SEL
BUS A
CONTROL BCONTROL A
ENTRADAS
SALIDA
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
Ing. Serafin Castaeda Cedeo
Arquitectura del PIC16F83
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DEPARTAMENTO DEINGENIERIAMECATRNICA.
Prctica (simulacin).
ALU
ACUMULADOR
Disear un procesador basado en ALU y
ACUMULADOR, para ejecutar las
siguientes instrucciones:
ADD A,RADD A,#dato
ADD A, M[direccin]
MBR
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DEPARTAMENTO DE
INGENIERIAMECATRNICA.
Tarea (adicional)
ALU
ACUMULADOR
(8 BITS)
B (4 BITS) Disear un procesador basado en ALU y
ACUMULADOR, para ejecutar la
siguiente instruccin:
MUL A,B
La palabra A y B es de 4 bits, el resultado
deber ser guardado en un registro D,
que es el conjunto de A y B.
El registro acumulador es de 8 bits y se
pueden utilizar registrosadicionales para
apoyar a la arquitectura.
A(4 BITS)
D (8 BITS)
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