Operación de Micros e Interfaces

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OPERACIÓN DE MICROS E
INTERFACES
M. en C. Baldemar Irineo Carrasco
UNIDAD 1
Operación de Microprocesadores
Resultado de Aprendizaje 1.1
Identifica las características de operación de los
microprocesadores, de acuerdo a su principio de
funcionamiento.
Contenido
A. Identificación de las características del
microprocesador
 Concepto.
 Elementos que lo conforman.
 Diferencia entre el microprocesador y
Microcontrolador.
 Tipos de microprocesador.


Por Velocidad.
Por ancho de palabra.
Concepto de Microprocesador

Un Microprocesador es un Circuito Integrado
de Alta Escala de Integración formado de
miles circuitos básicos, como transistores, flip
flops, contadores, registros, decodificadores,
comparadores, etc; todos ellos distribuidos
internamente en varios bloques funcionales.
Microprocesador
Es la Unidad Central de Procesamiento CPU
de todo sistema de Cómputo.
 También son empleados en dispositivos
electrónicos modernos como electrodomésticos
"inteligentes", juegos electrónicos, instrumentos
de medida, equipos de control para procesos
industriales, equipos médicos, calculadoras,
controles de aviones, sistemas de automóviles,
naves espaciales, robots, etc.

Elementos de un Microprocesador
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Unidad Aritmética y Lógica ALU
Registros internos: Acumulador, Propósito General.
Buses internos
Unidad de control y Temporización
Unidad de Punto Flotante FPU
Memoria caché: Nivel 1 (L1).
Unidad de Administración de los Buses
Buses Externos:
 Datos
 Dirección
 Control
Diferencias entre Microprocesador y
Microcontrolador
Un Microprocesador:


Un Microprocesador es un
dispositivo electrónico que
realiza funciones de
procesamiento de datos.
Se dice que un
Microprocesador es un
Sistema Abierto, ya que es
flexible y permite construir
una computadora con las
características que uno
desea, instalando los
módulos o tarjetas
necesarias.
Un Microcontrolador:


Un Microcontrolador es
un Sistema Cerrado que
contiene una
computadora completa
en su interior, de
prestaciones limitadas
que no se pueden
modificar.
Sólo salen al exterior las
líneas que gobiernan los
periféricos.
Tipos de Microprocesadores
Los Microprocesadores se pueden clasificar
según sus características:
 Información General: Fabricante, Código del
Procesador y Generación del Procesador.

Especificaciones de Velocidad: Velocidad del Bus
de Memoria (MHz), Factor de Multiplicación y Velocidad del
Procesador (MHz, GHz).

Benchmarks: Desempeño de los microprocesadores.
Tipos de Microprocesadores

Características Físicas: Tecnología de Fabricación,
Tamaño del Transistor, Tamaño del Procesador y Número de
transistores.
Voltaje: Voltaje interno y externo
 Arquitectura Externa: Ancho de Bus de Datos, Ancho

del Bus de Direcciones, Tamaño de Caché Nivel 2 (L2) y
Multiprocesamiento.

Arquitectura Interna: Modos del Procesador y Tamaño
de Caché Nivel 1 (L1).
Contenido
B. Descripción de la arquitectura del
microprocesador.


Diagrama a bloques.
Arquitectura externa.
C. Conexión del microprocesador.


Dispositivos de Memoria.
Dispositivos de Periféricos.



Interface programable (8255).
Interrupciones programables (8259).
Comunicación serial.
Arquitectura del Microprocesador
Arquitectura del Microprocesador

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
Unidad Aritmética y Lógica (ALU): Es la unidad
encargada de realizar todas las operaciones
matemáticas.
Registro Acumulador: Es el registro y esta
involucrado en la mayoría de las operaciones
aritméticas, lógicas, transferencia de datos, etc.
Registro de Instrucción: Almacena el código de
operación de una instrucción. Le pasa información
al Decodificador de Instrucciones.
Arquitectura del Microprocesador
Decodificador de instrucciones: Interpreta el
código de operación de una instrucción y
determina el microprograma exacto a seguir
para ejecutar esa instrucción.
 Unidad de Control y Temporización: Genera
todas las señales hacia todos los bloques
internos del P, para cumplir exactamente con
la instrucción ordenada.

Arquitectura del Microprocesador
Registro de Estado: Los bits de este registro
contienen información sobre la última
operación que ha ejecutado el P. Tiene los
siguientes señalizadores: Cero, Positivo,
Negativo, Acarreo, Paridad, entre otros.
 Contador de Programa: Registro que apunta
hacia la dirección de la siguiente instrucción
que se va a ejecutar.

Arquitectura Externa (P 8086)



El P Intel 8086 Fue el
primer P de 16 bits.
Formó parte de la
primera Computadora
Personal (IBM-PC).
Su arquitectura marcó
una pauta, a partir de
él se creó la
Arquitectura x86.
P Intel 8086



Dispone de una
Unidad de Interfaz
con el Bus (BIU), para
realizar operaciones
de prefetch.
Lee instrucciones y las
va almacenando en la
Cola de Instrucciones.
Se agiliza la ejecución
de las instrucciones.
P Intel 8086

En un uP, las operaciones
de Lectura de Memoria
son las que toman más
tiempo en ejecutarse.
Esto hace que el uP
ocupe más su tiempo en
leer de la memoria
externa que en ejecutar
las operaciones

El uP 8086 incorpora
una BIU (Unidad de
Interfaz con el Bus) que
dispone de un almacen
de 6 Bytes de
Instrucciones y realiza
algo llamado prefetch
que consiste en
anticiparse al leer y
almacenar por
adelantado las
instrucciones desde la
memoria.
Sistemas basado en un P 8086
Un sistema basado en el P Intel 8086 puede incluir los
siguientes circuitos:
 Coprocesador matemático 8087
 Coprocesador de Entrada/Salida 8089
 Controlador de Bus 8288
 Circuito para Interrupciones 8259
 Circuito para Interfaces Programables de Periféricos 8255
 Comunicación Serial UART 8250
 Circuito Generador de Reloj 8284
 Memoria RAM y Memoria ROM
Ejemplo de un sistema P 8086
Sistema P 8086 en modo Máximo
Interface Programable de Periféricos 8255
(PPI)
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
Circuito compatible con las
familias P 8085 y 8086.
Proporciona al P puertos
de Entrada/Salida
programables.
Dispone de un buffer
bidireccional triestado de 8
bits para conectar al bus
de sistema.
Tres puertos programables
A, B y C, con amplia
variedad de
características.
Controlador de Interrupciones
Programables 8259




Interrupción: Señal recibida por el P
indicando que debe interrumpir el curso de
ejecución actual y pasar a ejecutar código
específico para tratar esta situación.
El 8259 se emplea en sistemas basados en
P 8085 y 8086.
Controla ocho entradas de interrupción en
una simple salida de interrupción hacia el
P.
Maneja prioridades y pueden conectarse en
cascada 8 esclavos 8259 a un Maestro para
manejar hasta 64 IRQ (Peticiones de
Interrupción).
UART 8250

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
La comunicación serial es el
proceso de envío de datos de un
bit a la vez, de manera
secuencial. Ejemplos: RS-232,
RS-485, FireWire, USB, Serial
ATA.
El UART 8250 Es un TransmisorReceptor Asíncrono Universal
que implementa la interface
para las comunicaciones
seriales.
Dispone de dos puertos COM1
y COM2 programables.
Conclusiones
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El Microprocesador es un avance tecnológico que revolucionó el mundo actual,
las aplicaciones son muy extensas, los podemos encontrar en electrodomésticos,
juguetes, equipos de comunicaciones, sistemas de computo, etc.
Su evolución ha sido sorprendente, las tecnologías actuales de fabricación y las
modernas arquitecturas internas hacen que los microprocesadores sean cada
vez más veloces, con excelente rendimiento y prestaciones, más pequeños y de
bajo consumo de energía.
La importancia del estudio y comprensión de los microprocesadores y sistemas
basados en ellos, para los alumnos de la carrera de Mantenimiento de Sistemas
Electrónicos, está en el hecho de que la gran mayoría de los equipos y tarjetas
electrónicas cuentan con un Microprocesador o un Microcontrolador.
En este módulo adquirirán las herramientas para comprender la operación de
estos sistemas, poder realizar su instalación y proporcionarles mantenimiento
Preventivo y/o Correctivo.
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
Leng Ensamblador
Nemotécnicos.
Conjunto de Instrucciones
EMU8086
Programa en Ensamblador para controlar las luces
de tráfico.
Referencias
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Wikipedia
http://es.wikipedia.org/wiki/Intel_8086_y_8088
http://es.wikipedia.org/wiki/Intel_8255
http://es.wikipedia.org/wiki/Intel_8259
http://es.wikipedia.org/wiki/Intel_8250
Microprocesadores
http://www.slideshare.net/alexismendezo/microprocesadores-1706805
8086/8088 Device Specifications
http://www.ece.unm.edu/~jimp/310/slides/8086_chipset.html
Arquitectura basada en el 8086
http://www.uco.es/~el1movim/docencia/arquitecturas_basadas_microprocesadore
s_gestion_y_sistemas/abm/tema2.pdf
Comunicación Serial
http://www.alegsa.com.ar/Dic/comunicacion%20serial.php

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