Microprocesadores & Microcontroladores

Introduccin

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Preguntas claves (y sus respuestas)Qu es un microprocesador? Es un Circuito Integrado Secuencial Sncrono Qu necesita para funcionar? Una tensin continua estable (5V, 3.3V, 2.5V, 1.5V...) Una seal de reloj (frecuencia del oscilador) Otros circuitos digitales (sistema mnimo microprocesador) Qu hace? Interpreta (decodifica) combinaciones de bits (rdenes) y genera seales digitales internas y/o externas para el resto de circuitos Para qu? Para ejecutar de manera continua una secuencia de rdenes (o programa)IntroduccinATE-Universidad de Oviedo

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Sistema Mnimo Microprocesador

Mundo exterior

Unidad Central de Proceso (CPU)

CU: Unidad de Control ALU: Unidad Aritmtico-Lgica Registros

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Buses: canales de comunicacin entre unidades

Bus de Direcciones: selecciona origen o destino (unidireccional): M lneas: capacidad de direccionar 2M posiciones/direcciones Bus de Datos: transferencia de datos (bidireccional) N lneas: bits transmitidos en paralelo (tamao de los datos) Bus de Control: heterogneo, depende del microprocesadorIntroduccinATE-Universidad de Oviedo

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Arquitectura interna del Microprocesador:Propsito general: aplicacin genrica, computadores, control DSP (Procesador de Seal Digital): tratamiento de seal, filtrado, codificacin. ASIP (Procesador Integrado de Aplicacin Especfica): optimizado para una aplicacin concreta La frontera entre unos y otros cada vez es ms difcil de delimitar: Propsito general (muchas aplicaciones) Qu es un Pentium? ASIP (instrucciones multimedia) DSP (prestaciones grficas)IntroduccinATE-Universidad de Oviedo

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Comparativa de los Microprocesadores: Tamao de los datos Frecuencia de trabajo Capacidad de direccionamiento Densidad de integracin Nmero de registros internos Juego de instrucciones (CISC RISC) Arquitectura interna y externaIntroduccinATE-Universidad de Oviedo

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Dnde estn los microprocesadores?

La asignatura se centra en el uso de Microprocesadores para el diseo de SISTEMAS EMPOTRADOS: Sistema que integra un Microprocesador para una tarea especfica pero no es visible ni programable por el usuario El uso de Microprocesadores para el diseo de computadores se trata en las asignaturas de Computadores (Fundamentos y Arquitectura)IntroduccinATE-Universidad de Oviedo

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Sistemas microprocesadores para aplicaciones industriales

Cygnus-1 Single Board Computer (8 16 MHz)

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Otro sistema microprocesadorVCM332:

Dimensiones: 95 x 69 mm Microprocesador 68332 Oscilador 25.166MHz 1MByte de SRAM con batera 1Mbyte de EPROM 1kbyte de EEPROM serie 3 puertos serie Temporizador de 16 bits Reloj de tiempo real Alimentacin 5V Consumo 140mA (16.78MHz) Fabricante MPL

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Ms integracin

Microcontrolador: Integrado que incluye un microprocesador, memoria (de programa y datos) y unidades de entrada/salida (puertos paralelo, temporizadores, mdulos CCP, conversores A/D, puertos serie,...)

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Clasificacin/aplicacionesGama baja: 4, 8 y 16 bits Aplicaciones de control electrodomsticos, juguetes, smart-cards, perifricos,... Gama media: 16 y 32 bits Procesamiento y control telfonos mviles, automviles, PDA, ... Gama alta: 32, 64 y 128 bits Procesamiento computadores, videoconsolas,...IntroduccinATE-Universidad de Oviedo

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1971:

INTEL 4004 (Microprocesador de 4 bits) 2.300 transistores pMOS en 3mmx4mm Juego de 45 instrucciones 100.000 instrucciones por segundo Alimentacin de continua de 15V El Pioner 10 (nave de 1972) lo llevaba

Un poco de Historia

1972:

INTEL 8008 (de 8 bits) Versin pMOS y versin TTL Juego de 50 instrucciones Necesitaba de 12 a 30 C.I. adicionales 48 instrucciones

1974:

INTEL 8080 (8 bits) Tecnologa nMOS, doble velocidad que 8008 Mayor densidad de integracin (4.500 transistores) 72 instrucciones Alimentaciones de +5V, -5V y 12V

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1975:

MOTOROLA 6800 (8 bits) Tensin de alimentacin 5V 78 instrucciones ciclo de mquina = ciclo de reloj ROCKWELL 6502 (8bits) INTEL 8085 (de 8 bits) ZILOG Z80 (8 bits)

1978: 1979: 1982:

INTEL 8088 / 8086 (16 bits) MOTOROLA 68000 (16 bits) NATIONAL 16032 (16 bits) MOTOROLA 68008 / 68010 NATIONAL 32032 ZILOG Z800013

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1982:

INTEL 80286 (16 bits) Usado en PC AT (Advanced Technology) MOTOROLA 68020 (16 bits) Usado en Apple Macintosh

1985

INTEL 80386 (32 bits) MOTOROLA 68030 (32 bits)

Sigue la Evolucin para ComputadoresINTEL 80486 (32 bits) (Hubble) 80586 = Pentium (64bits) Pentium II (64 bits) Pentium III (128 bits) Pentium IV (128 bits) MOTOROLA 68040 (32 bits) 68050 (fall) 68060 (32 bits)

2001

STOP 199314

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