ÁREA DE CONOCIMIENTO: INGENIERÍA

CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA CÓDIGO DE LA CARRERA: 44

ASIGNATURA: ELECTIVA III – MICROPROCESADORES

Código Semestre U.C. Densidad Horaria Pre-Requisito

H.T. H.P. H.L. T.H.

2 2 0 0

3

PERIODO ACADÉMICO EN VIGENCIA DE ESTE PROGRAMA: 2016-1

AÑO ACADÉMICO DE REVISIÓN DE PROGRAMA ANALÍTICO: 2016

4701336 VI 97 UCA

JUSTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA

Al terminar la asignatura el alumno será capaz de: - Identificar los conceptos básicos de los microprocesadores y sus diferencias entre si así

como conocer su arquitectura interna - Conocer las características de conexionado de un microprocesador - Identificar las diferentes interfaces que componen un microprocesador - Conocer los procesos operativos internos que ejecutan los microprocesadores según su

arquitectura y tipo. - Diseñar un microprocesador en pequeña escala - Simular el funcionamiento de un microprocesador de pequeña escala de integración - Comprobar el funcionamiento de un microprocesador a pequeña escala de integración OBJETIVOS GENERALES Conocer e identificar los diferentes tipos de microprocesadores y sus arquitecturas.

Identificar las diferentes arquitecturas de un microprocesador.

Aplicar los conocimientos de microprogramación para el diseño y simulación de microprocesadores.

DISTRIBUCIÓN PROGRAMÁTICA DE LA ASIGNATURA POR UNIDADES DE CONTENIDO

UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LOS MICROPROCESADORES DURACIÓN: 2 SEMANAS UNIDAD II: INTERFACES DEL MICROPROCESADOR DURACIÓN: 4 SEMANAS UNIDAD III: ASPECTOS OPERATIVOS DE LOS MICROPROCESADORES DURACIÓN: 4 SEMANAS. UNIDAD IV: DISEÑO Y SIMULACIÓN DE MICROPROCESADORES CON VHDL/VERILOG. DURACIÓN: 6 SEMANAS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

- Conocer la evolución de los microprocesadores en \los diversos sistemas - Conocer la tecnología de los microprocesadores - Aprender el significado de los términos y técnicas utilizados en los microprocesadores. - Manejar los conocimientos asociados a los conceptos básicos de los

microprocesadores. - Distinguir los diferentes tipos de Bus en el microprocesador - Conocer las diferencias entre los anchos de palabra

CONTENIDO:

- Introducción a los microprocesadores. - Historia y evolución de los microprocesadores. - Arquitectura de los Microprocesadores - Ancho de palabra. - Circuitos de reloj. - Memoria. - Buses. - Interfaces de Entrada / Salida. - Microprocesadores de 8, 16, 32 y 64 bits. - Arquitecturas clásica y paralela (Pipelined). - Tecnologías de fabricación. - Fabricantes.

ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN: - Prueba Escrita Corta - Exposición

ESTRATEGIAS FORMATIVAS DE APRENDIZAJE

- Teórico. RECURSOS - Pizarra.

- Proyector Bibliografía Sugerida.

- Guías elaboradas por el docente.

UNIDAD I INTRODUCCIÓN A LOS

MICROPROCESADORES DURACION: 3 SEMANAS

OBJETIVO TERMINAL UNIDAD I Al finalizar la unidad el alumno estará en capacidad de: Identificar los conceptos básicos de los microprocesadores y sus diferencias entre si así como conocer su arquitectura interna.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: - Conocer los diferentes tipo de interfaces y conexiones del microprocesador - Identificar las diferencias entre las diversas interfaces del microprocesador - Comprender el funcionamientos de las distintas interfaces del microprocesador - Conocer los procedimientos de mapeado de memoria

CONTENIDO:

- Tipos de Interfaces del microprocesador.

- Características eléctricas del microprocesador.

- Diagrama de terminales del microprocesador.

- Niveles de voltaje y factores de carga.

- Voltaje de alimentación.

- Circuitos de reloj y reinicio.

- Interface con los dispositivos de memoria.

- Interface con la memoria ROM y RAM.

- Ciclos de búsqueda y ejecución (ROM) y de lectura y escritura (RAM).

- Direccionamiento de memoria.

- Arquitectura Von Newmann y Harvard.

- Decodificación de memoria.

- Puertos paralelos de entrada / salida.

- Interface básica de salida y entrada.

- Direccionamiento y mapa de puertos.

- Decodificación de puertos.

ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN:

UNIDAD II INTERFACES DEL

MICROPROCESADOR

DURACION: 3 SEMANAS

OBJETIVO TERMINAL UNIDAD II Al finalizar la unidad el alumno estará en capacidad de: Conocer las características de conexionado de un microprocesador a través de la identificación de las diferentes interfaces que lo componen.

ESTRATEGIAS FORMATIVAS DE APRENDIZAJE - Teórico.

- Prueba Escrita Corta - Trabajo Escrito - Exposición

RECURSOS - Pizarra.

- Proyector Bibliografía Sugerida.

- Guías elaboradas por el docente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

- Comprender los nuevos adelantos de procesadores y periféricos. - Conocer los procedimientos de medición de desempeño de los microprocesadores. - Identificar los tipos de procesamiento y los modelos de arquitecturas escalables. - Comprender la terminología asociada al aspecto operativo de los microprocesadores.

CONTENIDO:

- Medidas de Funcionamiento.

- Métricas y throughput

- Evaluación de computadores.

- Benchmarks existentes. (Dhrystone, Whetstone, etc).

- Conceptos de paralelismo (threading)

- Tipos de Paralelismo

- Modelos y arquitecturas escalables

- Procesamiento serie (Pipelines)

- Uso de paralelismo y sistema secuenciales asincrónicos.

- Problemas de profundidad de Pipeline.

- Latencias e índices de desempeño pipeline.

- Burbujas y ramificaciones

- Azares de los datos RAW, WAW, WAR

ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN:

- Prueba Escrita Corta - Trabajo Escrito - Exposición

UNIDAD III ASPECTOS OPERATIVOS DE LOS

MICROPROCESADORES

DURACIÓN: 3 SEMANAS.

OBJETIVO TERMINAL UNIDAD III Al finalizar la unidad el alumno estará en capacidad de: Conocer los procesos operativos internos que ejecutan los microprocesadores según su arquitectura y tipo.

ESTRATEGIAS FORMATIVAS DE APRENDIZAJE

- Teórico. - Práctico.

RECURSOS

- Pizarra.

- Video Beam.

- Textos de sistemas digitales.

- Guías elaboradas por el docente.

- Equipos y componentes de Laboratorio.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

- Conocer los lenguajes de programación utilizados para los microprocesadores - Comprender el funcionamiento del lenguaje VHDL y VERILOG - Aplicar las diferentes metodologías de diseño de microprocesadores. - Utilizar la simulación como herramienta para el desarrollo de microprocesadores y

computadoras.

CONTENIDO:

- Modelo de Microprogramación. - Registros de Funciones Especiales (SFR) - Estado inicial de los registros de la CPU - Bancos de registros. - Registros con bits direccionables. - Modos de Direccionamieno - Conjunto de Instrucciones - Lenguajes de descripción de hardware VHDL y VERILOG - Elementos Sintácticos: Librerías, Unidades de Diseño, Objetos y tipos de datos - Metodología de diseño de microprocesadores - Diseño arquitectural: Cartas ASM y Nivel de transferencia entre registros.(RT) - Procedimientos de diseño - Simulación de modelos VHDL y VERILOG - Aplicaciones para la Simulación mediante VHDL y VERILOG - Procedimiento de Simulación

ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN:

- Prueba Escrita Corta - Trabajo Escrito - Exposición

UNIDAD IV

PROGRAMACIÓN DISEÑO Y SIMULACIÓN DE

MICROPROCESADORES CON VHDL/VERILOG

DURACIÓN: 3 SEMANAS

OBJETIVO TERMINAL UNIDAD III Al finalizar la unidad el alumno estará en capacidad de: Diseñar un microprocesador en pequeña escala y comprobar su funcionamiento mediante simulación.

ESTRATEGIAS FORMATIVAS DE APRENDIZAJE

- Teórico. - Práctico.

RECURSOS

- Pizarra.

- proyector

- Bibliografía sugerida.

- Guías elaboradas por el docente.

- Equipos y componentes de Laboratorio.

REFERENCIAS BIBLOGRÁFICAS BÁSICAS

Fundamentos de los Microprocesadores. Roger L. Tokheim. Mc Graw Hill.

Los Microprocesadores Intel. Barry B. Brey. Prentice Hall.

Diseño de Sistemas Digitales con VHDL. S., Pérez, E., Soto y S. Fernández.

Editorial Tomson.

Organización y Arquitectura de Computadores. Stallings. Prentice Hall.