John Denis Suarez OrtizDorvin Eduardo Bardales Lucana

Arquitectura de un Microprocesador

MICROPROCESADORES

Ingeniería de Sistemas y Telemáticahttp://

heroepatriota.blogspot.comIng. Marco Aurelio Porro Chulli

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CONTENIDO

Definición

    Es  el  circuito  integrado  central más  complejo  de  un  sistema  informático;  a modo  de ilustración, se le suele llamar por analogía el “cerebro” de un computador. Es  el  encargado  de  ejecutar  los  programas,  desde  el  sistema  operativo  hasta  las aplicaciones  de  usuario;  sólo  ejecuta  instrucciones  programadas  en  lenguaje  de bajo nivel,  realizando  operaciones  aritméticas  y  lógicas  simples,  tales  como  sumar,  restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Partes

a.    Encapsulado:  es  lo  que  rodea  a  la  oblea  de  silicio  en  sí,  para  darle consistencia,  impedir  su  deterioro  (por  ejemplo,  por  oxidación  por  el  aire)  y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo de la placa base.  

c.    Coprocesador matemático: Es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del procesador en otro chip. Esta parte está considerada como una parte “lógica” junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos.

b.    Memoria caché: es una memoria ultrarrápida que emplea el procesador para tener alcance directo a ciertos datos que “predeciblemente” serán utilizados en las siguientes operaciones, sin  tener que acudir a  la memoria RAM, reduciendo así el tiempo de espera para adquisición de datos. Todos los micros compatibles

Partes

d.    Memoria: es el  lugar donde el procesador encuentra  las  instrucciones de  los programas y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en  memoria,  y  el  procesador  las  accede  desde  allí.  La  memoria  es  una  parte interna de  la computadora y su  función esencial es proporcionar un espacio de almacenamiento para el trabajo en curso.  

e.    Puertos: es  la  manera  en  que  el  procesador  se  comunica  con  el  mundo externo.  Un  puerto  es  análogo  a  una  línea  de  teléfono.  Cualquier  parte  de  la circuitería  de  la  computadora  con  la  cual  el  procesador  necesita  comunicarse, tiene asignado un “número de puerto” que el procesador utiliza como si fuera un número de teléfono para llamar circuitos o a partes especiales.

Funcionamiento

Desde  el  punto  de  vista  lógico,  singular  y  funcional,  el  microprocesador  está  compuesto básicamente  por:  varios registros,  una unidad  de  control,  una unidad aritmético lógica,  y dependiendo del procesador, puede contener una unidad de coma flotante.El  microprocesador  ejecuta  instrucciones  almacenadas  como  números  binarios  organizados secuencialmente en  la memoria principal.  La ejecución de  las  instrucciones se puede realizar en varias fases:  Prefetch, prelectura de la instrucción desde la memoria principal.

 Fetch, envío de la instrucción al decodificador

 Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer.

Lectura de operandos (si los hay).

Ejecución, lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento.

  Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.  

Conexión del Procesador con la Mainboard

Dentro  de  la  placa  base,  en  ella  existe  un  circuito  electrónico  que  conecta diversos elementos que se encuentran conectados a ella los principales son:Microprocesador: Conectado en un elemento llamado Stocket (el zocalo)

Buses del Procesador

       Todos  los  procesadores  poseen  un bus principal  o  de  sistema  por  el  cual  se envían y reciben todos los datos, instrucciones y direcciones desde los integrados del chipset o  desde  el  resto  de  dispositivos.  Como  puente  de  conexión  entre  el procesador y el  resto del sistema, define mucho del  rendimiento del sistema, su velocidad se mide en bits por segundo. Ese  bus  puede  ser  implementado  de  distintas  maneras,  con  el  uso  de  buses seriales  o  paralelos  y  con  distintos  tipos  de  señales  eléctricas.  La  forma  más antigua  es  el  bus  paralelo  en  el  cual  se  definen  líneas  especializadas  en  datos, direcciones y para control. En la arquitectura tradicional de Intel (usada hasta modelos recientes), ese bus se llama front-side bus y es de tipo paralelo con 64 líneas de datos, 32 de direcciones además de múltiples líneas de control que permiten la transmisión de datos entre el procesador y el resto del sistema. Este esquema se ha utilizado desde el primer procesador de la historia, con mejoras en la señalización que le permite funcionar con relojes de 333 MHz haciendo 4 transferencias por ciclo.7 

Buses del Procesador

 En algunos procesadores de AMD y en el  Intel Core i7 se han usado otros tipos para  el  bus  principal  de  tipo  serial.  Entre  estos  se  encuentra  el bus HyperTransport de  AMD,  que  maneja  los  datos  en  forma  de  paquetes usando una cantidad menor de líneas de comunicación, permitiendo frecuencias de funcionamiento más altas y en el caso de Intel,Quickpath Los  microprocesadores  de  Intel  y  de  AMD  (desde  antes)  poseen  además  un controlador de memoria de acceso aleatorio en el interior del encapsulado lo que hace  necesario  la  implementación  de  buses  de memoria  del  procesador  hacia los módulos. Ese bus esta de acuerdo a los estándares DDR de JEDEC y consisten en  líneas de bus paralelo, para datos, direcciones y control. Dependiendo de  la cantidad de canales pueden existir de 1 a 4 buses de memoria.

RESUMEN

El microprocesador es una herramienta que se encarga de ejecutar los programas, desde el sistema operativo (cual quiera que fuese) y las aplicaciones propias que el usuario maneje, esta herramienta tiene  ciertas  partes  donde  podemos  describir  algunos  de  estos  como  por  ejemplo,  lamemoria caché la  cual  hace  la  función  de  guardar  información  temporalmente  esto  ayuda  a  disminuir  el trabajo de  la memoria RAM, los coprocesadores este es otro de las partes  importantes también  la cual  podemos  decir  que  este  se  encarga  básicamente  de  realizar  los  cálculos matemáticos, puertos, este cumple la función de “punto de comunicación” se puede decir ya que lo que  hace  es  ser  el  intermediario  en  cuanto  el  procesador  necesite  comunicarse  dentro  de  la circuitería,  y  así  entre  otros  que  ya  se  describe  anteriormente.  Ahora  en  lo  que  es  la  parte  del funcionamiento del microprocesador en breve podemos decir que este ejecuta las instrucciones que almacena  este  lo  hace  en números binarios la  cual  se  organizan  en  una  secuencia  como  estén guardados en la memoria principal y luego ya este se transforma en lo que al usuario le aparezca en interfaz de lo que esté manipulando algún software u otro.

RESUMEN

En la siguiente figura se puede observar la ubicación del procesador en la placa madre.A lo que son los buses su función es trasladar los datos que estén en proceso y que de él depende la velocidad del sistema, esto será de acuerdo a la cantidad de bits ya que mediante esto se mide su velocidad.

SUMMARY

       The  microprocessor  is  a  tool  that  is  responsible  for  implementing  the  programs  from  the operating system (which whatever  it was) and own applications the user to manage, this tool has certain parts which can describe some of these such as cache which makes the function of storing information  temporarily  this  helps  to  reduce  the workload  of  RAM,  coprocessors  this  is  another important part also which we can say that this is basically responsible for performing mathematical, ports calculations, this meets the function "communication point" can be said because what it does is be the intermediary as the processor needs to communicate within the circuitry, and thus among others that already described above. Now what is the part of the operation of the microprocessor in short we can say that this executes instructions that stores this does in binary numbers which are arranged in a sequence and are stored in main memory and then and this becomes what that the user interface appears to him in what is manipulating any software or other.

The following figure shows the location of the processor on the motherboard, To which are the buses function is to transfer data that is in process and it depends on the speed of the system, this will be according to the number of bits because through this speed is measured.

SUMMARY

RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

ü  Si  de  los  buses  depende  la  velocidad  del  sistema  entonces  se  deben  crear  buses  con mayor volumen de bits.

ü  Aumentar el número de puertos.

ü  Implementar una ventilación de una alta velocidad de esta manera  las PC tendrán un poco de vida mayor.

     Se puede concluir de que el procesador con ayuda de otros componentes hace “la magia” de que transforme todo el trabajo que realiza a pasarlo a una interfaz gráfica para el usuario, en si no podemos decir que esta herramienta es la más importante que los demás ya que también necesita de otros dispositivos para que este pueda realizar su función por ejemplo se necesita de los buses que también es primordial para que funcione, se puede realizar una lista en un  orden de la cual amerite a cada herramienta, pero mas no se puede decir que uno sea el más contundente por el simple hecho de que “uno necesita de otro”.

APRECIACIÓN DEL EQUIPO

    En cuanto a nuestro punto de vista, primer lugar hemos aprendido la forma como es de que el  procesador  hace  sus  funciones  con  otras  partes  de  la  circuitería  y  lo  que  se  maneja internamente en lo que son los buses de dirección, de datos la importancia de los puertos que no son muy mencionados pero que son fundamentales las ubicaciones de ciertas herramientas que  se  encuentran  alrededor  de  la  placa  base,  y  en  general  esta  es  una manera de mejorar nuestros conocimientos a lo que es nuestro objetivo principal del tema, también de que esto es un forma reforzar lo aprendido en clase ya que al realizar este trabajo uno investiga más

GLOSARIO DE TÉRMINOS

a.    front-side: También  conocido  por  su  acrónimo  FSB  (del  inglés  literalmente  "bus  de  la  parte frontal"), es el tipo de bus usado como bus principal en algunos de los antiguos microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con el circuito integrado auxiliar o chipset b.    Quickpath: Es  una  conexión  punto  a  punto  con  el  procesador  desarrollado  por Intel para competir  con HyperTransport.  Antes  de  revelar  su  nombre,  Intel  lo  mencionaba  comoCommon System. c.    HyperTransport: Es una tecnología de comunicaciones bidireccional, que funciona tanto en serie como  en  paralelo,  y  que  ofrece  un  gran  ancho  de  banda  en  conexiones  punto  a  punto  de  baja latencia. d.    Bus: Es  un  sistema  digital  que  transfiere  datos  entre  los  componentes  de  una  computadora  o entre varias computadoras.

BIBLIOGRAFÍA O LINKOGRAFÍA

https://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador

https://es.wikipedia.org/wiki/HyperTransport. https://es.wikipedia.org/wiki/Intel_QuickPath_Interconnect

https://es.wikipedia.org/wiiki/front_side