Microcontroladores y Microprocesadores

Que son?

Son circuitos integrados que incorporan todos los bloques funcionales de un Sistema Microprocesador

para que sirven

interpretan combinaciones de bits y generan senales digitales internas y/o externas, ejecutan de manera continua una secuencia de instrucciones que permiten controlar un sistema o subsistema electronico

CPU(Central Process Unit)

se conforma de dos bloques: unidad de control y unidad de proceso

Memoria

residen las instrucciones del programa y sus datos.

Modulo E/S

elementos encargados de recibir y entregar información al exterior

los buses de comunicacion en un microprocesador se dividen en tres

bus direccional

como funciona?

es empleado por el CPU para seleccionar la dirección de memoria o el dispositivo de E/S con el cual va a intercambiar información.

caracteristicas

es unidireccional

su tamaño o numero de conductores que lo constituyen determina la capacidad de direccionamiento del CPU

bus de datos

Como Funcionan?

conjunto de conductores a través del cual se intercambia información con la unidad de memoria o E/S seleccionada por el proceso anterior

Características

bidireccional:
la información viaja en ambos sentidos

numero de líneas:
representa la cantidad de bits que se pueden transmitir simultáneamente

triestado:
las líneas de estado deberán de tener:
Estado alto, bajo, y de alta impedancia

bus de control

Como funciona?

se conforman por un conjunto de líneas por las cuales circulan señales auxiliares

Caracteristicas

las lineas existentes dependen del fabricante y de las funciones que desee implementarle

tipos de señales

señal de reloj de sincronizacion

señal de RESET o inicialización

señal de lectura/escritura en memoria

líneas de petición de interrupción

Memoria

la memoria se emplea para dos funciones basicas:
Almacenamiento de las instrucciones que constituyen el programa codificadas a traves de su codigo de operacion (COP)
Almacenamiento de los datos y variables del programa, se agrupan en paquetes de 8,16 y 32 bits

tipos de memoria
-RAM, memorias de lectura/escritura para almacenamiento de variables y datos del programa
-ROM, memorias de solo lectura para almacenamiento programas fijos y constantes

unidad central de proceso CPU

esta se conforma de 3 diferentes bloques
*Regristros internos
*Unidad de control
*Unidad de proceso u operativa

registros internos

los registros de la CPU son bloques bisestables que permiten el almacenamiento de los datos basios con los cuales trabaja la CPU. Esta comunicacion se da por medio de un bus interno

tipos de registros
*desplazamiento: hacen rotaciones y desplazamientos de bits
*Contadores: permiten medir tiempos, etc..
*Registros índices o de direcciones: acceso estructurado a datos de memoria
*Registro de datos: almacenan variables de programa
*Registros especiales: contador de programa

unidad de control

su mision consiste en interpretar y ejecutar instrucciones que le llegan desde la memoria

estas instrucciones hacen que el secuenciador active las señales necesarias para ejecutar la instruccion

unidad de proceso

El bloque principal es la Unidad Lógico-Aritmética, que permite realizar un las operaciones aritméticas y lógicas indicadas por las instrucciones del programa.

Modulo E/S

permite la comunicacion entre el sistema y el mundo exterior

de este dispositivo se denominan los dispositivos periféricos:
mouse, teclado, pantalla, teclado, etc...

caracteristicas

Arquitectura Harvard:
buses internos separados para memoria de datos (8 bits) y de programa

Microprocesador RISC:
juego de intrucciones reducido

Estructura pipe-line:
durante la ejecución de una instrucción, se está accediendo a la memoria de programa para traer la siguiente instrucción a ejecutar.

Todas las instrucciones ocupan una posición de memoria de programa. Todas las instrucciones se ejecutan en un ciclo de instrucción = 4 ciclos de reloj

mayor eficiencia

permiten gran comparacion entre programas

rapidez

ya que pasa de una frecuencia de 20MHz  5 millones de instr./seg

seguridad

separa memoria de datos con la de programa

compatibilidad de pines y codigo enter familia de pic's

una gran variedad de versiones, desde 8 hasta 84 pines

caracteristicas

*Encapsulados de 6 pines. Oscilador interno 4MHz
*Memoria de programa de 12 bits y datos de 8 bits
*33 instrucciones

caacteristicas

*Encapsulados de 8 pines (DIP ó SOIC)
*Instrucciones de 12 ó 14 bits en Memoria de Programa
*De 33 ó 35 instrucciones
*Disponibles con EEPROM de datos
*Modelos con módulos de conversión A/D
*Permiten alimentación a baja tensión de hasta 2,5V

caracteristicas

*Encapsulados de 14, 18, 20 y 28 pines
*Instrucciones de 12 bits
*Juego de 33 instrucciones
*Es la familia base de partida de los PIC

caracteristicas

*Encapsulados desde 18 hasta 68 pines (DIP, SSOP, PLCC, QFP)
Instrucciones de 14 bits en Memoria de Programa
*Juego de 35 instrucciones
*Gran variedad de módulos integrados

características

*Encapsulados de 40 a 80 pines
*Memoria de Programa de 16 bits
*Juego de 58 instrucciones (oper. de multiplicación por hardware)
*Posibilidad de direccionar memoria externa

*Encapsulados de 18 a 80 pines
*Memoria de Programa de 16 bits
*Juego de 77 instrucciones (multiplicación)