,QWURGXFFLyQDORVµ3URFHVDGRUHV, ❚ 'HVFULSFLyQ'LVSRVLWLYRLQWHJUDGRGLJLWDOSURJUDPDEOH\GH DFWXDFLyQVHFXHQFLDO ❚ ¢ 'RQGHHQFRQWUDPRVXQµSURFHVDGRU" ❙ ❙ ❙ ❙ ❙ (QFLPDGHODPHVD8QLGDG&HQWUDOGH3URFHVR&38 +RUQRPLFURRQGDV 6LVWHPDVGHFRQWUROGHDXWRPyYLOHV 7HOpIRQRFHOXODU +DVWDHQ0DUWH Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 1 ,QWURGXFFLyQDORVµ3URFHVDGRUHV,, ❚ /yJLFD&DEOHDGD\/yJLFD3URJUDPDGD ❙ /yJLFDFDEOHDGD ❘ %DVDGDHQFLUFXLWRVLQWHJUDGRVOyJLFRV ❘ 8QLRQHVFDEOHDGDVHQWUHFLUFXLWRVFRQHFWRUHV ❘ &RPSRQHQWHVGLVFUHWRVQRLQWHJUDGRVUHVLVWHQFLDVFRQGHQVDGRUHV ❙ /yJLFDSURJUDPDGD ❘ µSURFHVDGRUHOHPHQWRVGHDOPDFHQDPLHQWR ❘ 3URJUDPD ❙ 9HQWDMDV ❘ )OH[LELOLGDG DODKRUDGHFDPELDUODIXQFLyQGHOVLVWHPD ❘ &RQVXPR\WDPDxRUHGXFLGRDOWUDWDUVHGHGLVSRVLWLYRVLQWHJUDGRV ❘ )DFLOLGDGHQODSXHVWDDSXQWRDOSRGHUFRQWDUFRQKHUUDPLHQWDVGHD\XGD FRPRVLPXODGRUHV\GHSXUDGRUHV Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 2 ,QWURGXFFLyQDORVµ3URFHVDGRUHV,,, ❚ 9HUGDGHVVREUHXQµSURFHVDGRU ❙ 3HUPLWHHOWUDWDPLHQWRGHODLQIRUPDFLyQDOPDFHQDGDHQIRUPDGH SURJUDPDGHLQVWUXFFLRQHV ❙ 6yORHQWLHQGHOHQJXDMHELQDULR/HQJXDMHPiTXLQD %,78QLGDGPtQLPDGHLQIRUPDFLyQ 3DODEUD&RQMXQWRGHELWVTXHFRGLILFDQXQDLQIRUPDFLyQ %\WH3DODEUDGHELWV 1LEEOH3DODEUDGHELWV ❙ 6yORKDFHORTXHOHGHFLPRV ❙ 6LQHPEDUJR/DVyUGHQHVHVWiQFRGLILFDGDVHQELQDULR ❙ 7RGRORTXHXQµSURFHVDGRUVDEHHVWiDOPDFHQDGRHQPHPRULDRHV SURSRUFLRQDGRSRUXQGLVSRVLWLYRSHULIpULFR Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 3 (YROXFLyQKLVWyULFD(1,$& ❚ (YROXFLyQKLVWyULFDHQORVµSURFHVDGRUHV ❙ -3UHVSHU(FNHUW\-RKQ0DXFKO\GHVDUUROODQ(1,$& ❘ )LQDQFLDGDSRUODDUPDGDGH((88 ❘ [SLHVGHODUJR ❘ 3URJUDPDFLyQPDQXDOFDEOHV\ FRQPXWDGRUHV ❘ 'DWRV7DUMHWDVSHUIRUDGDV ❘ 7LHPSRGHSURJUDPDFLyQ PHGLDKRUDXQGtD ❘ 7RQHODGDVGHSHVR ❘ .ZDWW'HFRQVXPR Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 4 0RGHORGH9RQ1HXPDQQ ❙ -RKQ9RQ1HXPDQQHQWUDHQHOSUR\HFWR(1,$& ❘ 2EMHWLYR0HMRUDUODIRUPDGHLQWURGXFLUORVSURJUDPDV ❘ 3URSXHVWD&RPSXWDGRUGHSURJUDPDDOPDFHQDGR('9$& (OHFWURQLF'LVFUHWH9DULDEOH$XWRPDWLF&RPSXWHU Von Neumann y Herman Goldstine Eckert y Mauchly ❙ 81,9$&,3ULPHU FRPSXWDGRUFRPHUFLDOGH SURSyVLWRJHQHUDOPLOOyQ GHGyODUHV Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 5 2WUDVIHFKDVLPSRUWDQWHV ❙ %DUGHHQ%UDWWDLQ6KRFNOH\LQYHQWDQHOWUDQVLVWRU ❙ 5REHUW1R\FH-DFN.LUE\LQYHQWDQHOFLUFXLWRLQWHJUDGR ❙ ,%0LQWURGXFHHO,%0 ❘ &UHyODLGHDGHPiTXLQDFRPSDWLEOHWRGDYtDHQXVRKR\HQGtD ❙ *RUGRQ0RRUHHVWLPyTXHHOQ~PHURGHWUDQVLVWRUHVFKLSVH GXSOLFDEDFDGDPHVHV ❙ ,QWHOLQWURGXFHHOSULPHUµSURFHVDGRUPRQRSDVWLOOD ❙ ,QWHOLQWURGXFHHO%LOO*DWHHVWXGLDVHJXQGRFXUVR HQOD8QLYHUVLGDGGH+DUYDUG ❙ 6WHYH-REV\6WHYH:R]QLDNVDFDQHODSSOH,, ❙ ,%0,QWHOUHYROXFLRQDQHOPXQGRGHORVFRPSXWDGRUHVFRQHO [XWLOL]DQGRHO06'26 Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 6 /H\GH0RRUH ❚ /D OH\GH0RRUH8QDLQWHUHVDQWHWHQGHQFLD ❙ /DVSUHVWDFLRQHVVRQSURSRUFLRQDOHVDOQ~PHURGHWUDQVLVWRUHV ❙ 6HKDPDQWHQLGRGXUDQWHDxRV ❙ &UHFLPLHQWRH[SRQHQFLDO Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 7 6HULH,%0 Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 8 $VSHFWRGHXQPLFURSURFHVDGRU Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 9 $XPHQWRGHOQLYHOGH,QWHJUDFLyQ ❚ $XPHQWRGHOQLYHOGH,QWHJUDFLyQ ,QWHO 1~PHURGH7UDQVLVWRUHV )UHFXHQFLDGH)XQFLRQDPLHQWR0+] ,QWHO3HQWLXP,, 1~PHURGH7UDQVLVWRUHV! )UHFXHQFLDGH)XQFLRQDPLHQWR!0+] Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 10 &RPSXWDGRUHV0RGHUQRV ❚ &RPSXWDGRUHVPRGHUQRV $SSOH,,&DUDFWHUtVWLFDV 7LSRGHDOPDFHQDPLHQWR&LQWD0DJQpWLFD 0HPRULDLQWHUQD3RFRV.E\WHV 0RQLWRU$OIDQXPpULFR0RQRFURPR 3HQWLXP3UR&DUDFWHUtVWLFDV 7LSRGHDOPDFHQDPLHQWR'LVFR0DJQpWLFR)'' &'520 0HPRULDLQWHUQD0E\WHV 0RQLWRU´GH$OWDUHVROXFLyQ\EDMRFRQVXPR Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 11 6LVWHPDPtQLPR ❚ 6LVWHPDµFRPSXWDGRUEDVDGRHQµSURFHVDGRU 5(/2- ••&38Controla &38Controlaelelfuncionamiento funcionamientode delas lasdemás demás unidades. unidades. ••5(/2- 5(/2-Implica Implicalalaejecución ejecucióndel delprograma programade de forma ordenada y sincronizada. forma ordenada y sincronizada. 0(025,$ 520 ••0(025,$ 0(025,$ & 38 81,'$'(6 ( 6 µ3 3(5,)(5,&26 7(&/$'2 6(1625(6 021,725 ,035(625$ 7(/(7,32 0(025,$ 5$0 ••520 520Memoria Memoriade desólo sólolectura. lectura.Almacena Almacenaelel programa programaaaejecutar. ejecutar. ••5$0 5$0Memoria Memoriade delectura lecturayyescritura escriturapara paraelel almacenamiento almacenamientode dedatos datosyyresultados. resultados. ••(6 (6Controlan Controlanlas lastransferencias transferenciascon conlos los periféricos de E/S. Actúan como adaptadores periféricos de E/S. Actúan como adaptadores (“,QWHUIDFHV”). (“,QWHUIDFHV”).Tipos Tiposde detransmisión; transmisión;Códigos; Códigos; Tasa de transferencia. Tasa de transferencia. ••3(5,)(5,&26 3(5,)(5,&26Dispositivos Dispositivosde deEE/ /S. S. Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 12 'LVSRVLWLYRVSHULIpULFRV ❚ 'LVSRVLWLYRVSHULIpULFRV ❙ 'LVSRVLWLYRVGHFRPXQLFDFLyQ6LVWHPD8VXDULR ❘ ❘ ❘ ❘ 7HFODGR3HUVRQDOL]DGR+H[DGHFLPDOR([SDQGLGR ,PSUHVRUDV0DWULFLDO,Q\HFFLyQGHWLQWD/DVHUHWF 9LVXDOL]DFLyQ'LRGRV/HGV'LVSOD\VGHVHJPHQWRV0RQLWRUHV&57HWF 0HPRULDVH[WHUQDV)ORSS\'LVN +DUG'LVN HWF ❘ ❘ ❘ ❘ 7UDQVGXFWRUHV\VHQVRUHVSUHVLyQWHPSHUDWXUDKXPHGDGHWF (OHPHQWRVGHFRQPXWDFLyQUHOpVVHPLFRQGXFWRUHVGHSRWHQFLDHWF &RQYHUVRUHV$QDOyJLFRV'LJLWDOHV &RQYHUVRUHV'LJLWDOHV$QDOyJLFRV ❙ 'LVSRVLWLYRVGHFRPXQLFDFLyQ6LVWHPD3URFHVRH[WHUQR Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 13 6LVWHPDEDVDGRHQPLFURSURFHVDGRU ❚ 6LVWHPDµFRPSXWDGRUEDVDGRHQµSURFHVDGRU 0,&52&20387$'25 868$5,2 %86'(',5(&&,21(6 5(/2- 0(025,$ 0(025,$ 520 5$0 81,'$' &38 3(5,)(5,&26 (6 XS %86'('$726 %86'(&21752/ ❙ 6LVWHPDGHEXVHVRUJDQL]DGRV,QWHUFRQH[LyQGHHOHPHQWRVDWUDYpV GHORVEXVHV ❙ ,QIRUPDFLyQELQDULDWUDQVIHULGDDWUDYpVGHORVEXVHV Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 14 6LVWHPDGHEXVHVRUJDQL]DGRV, ❚ 6LVWHPDGHEXVHV2UJDQL]DGRV $ $ $ $ '(&2',),&$'25 '(',5(&&,21(6 0,&52352 &(6$'25 $ $ $ $ %86'(',5(&&,21(6 ❙ %XVGHGLUHFFLRQHV &RQWLHQHODGLUHFFLyQORFDOL]DFLyQGHOGDWRHQ PHPRULDHQWUHHOµSURFHVDGRU\ODPHPRULD8QLGLUHFFLRQDO ❙ $QFKRWtSLFRGHELWV!SRVLFLRQHVGHPHPRULD&DGD Q~PHURVHUHILHUHDXQDSRVLFLyQGHPHPRULD ❙ &DGDSRVLFLyQGHPHPRULDDOPDFHQDXQE\WHELWVRXQDSDODEUD ELWV 5HDG :ULWH Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 3DODEUD 3DODEUD 3DODEUD 0(025,$ 5$0 &V %86'('$726 15 6LVWHPDGHEXVHVRUJDQL]DGRV,, ❙ %XVGHGDWRV 7UDQVILHUHODLQIRUPDFLyQHQELQDULRHQWUHHO µSURFHVDGRU\RWUDVXQLGDGHVH[WHUQDVPHPRULDR(6%LGLUHFFLRQDO ❙ 7DPDxRWtSLFRyELWV ❙ 7DPDxRUHODFLRQDGRFRQHODQFKR GHSDODEUDHQODPHPRULD ❙ 5HODFLRQDGRGLUHFWDPHQWHFRQODV SUHVWDFLRQHVGHOVLVWHPD$PD\RU DQFKRPHQRVDFFHVRVDPHPRULD 0,&52352 &(6$'25 Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores ' ' ' ' ' ' ' ' 16 6LVWHPDGHEXVHVRUJDQL]DGRV,,, ❙ %XVGHFRQWURO &RQWLHQHODVVHxDOHVGHFRQWUROHVSHFtILFDVSDUD FRQWURODU\FRRUGLQDUODVRSHUDFLRQHVGHOµSURFHVDGRU ❙ (MHPSOR6HxDO5HDG 5HDG ❘ (MHFXWDXQFLFORGHOHFWXUD ❙ 6HxDO:ULWH ❘ (MHFXWDXQFLFORGHHVFULWXUD ❙ 6HxDOVLPSOH5HDG:ULWH ❙ 2WUDVVHxDOHV,QWHUUXSFLRQHV5HVHW 'HUHORMHWF« :ULWH ,20 0,&52352 &(6$'25 5HVHW ,175 5HDG\ 6(f$/'(5(/2- ❚ (VTXHPDJHQHUDO ❙ 6HxDOHVGHUHORM ❙ $OLPHQWDFLyQ %86'('$726 ;Q%LWV 0,&52352 &(6$'25 %86'(&21752/ %86'(',5(&&,21(6 ;P%LWV 9&& Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores $/,0(17$&,Ï1 17 $UTXLWHFWXUD,QWHUQD, ❚ $UTXLWHFWXUDLQWHUQD8QLGDGGH&RQWURO 5XWDGH'DWRV ❙ 7UDQVIHUHQFLDPHPRUL]DFLyQ\SURFHVDPLHQWRGHODLQIRUPDFLyQ ❙ 7LSRVGHLQIRUPDFLyQ 'DWRV %86'( '$726 ,17(512 ,QVWUXFFLRQHV\ 5, 5 'LUHFFLRQHV 81,'$' ❙ (MHPSOR/'$ HUE\WH&2/'$ R E\WH$+ HUE\WH$/ %86'(&21752/ FF %86'( ',5(&&,21(6 81,'$' '( &21752/ $5,70e7,&2 /Ï*,&$ %86'( '$726 $&808/$'25$ &217$'25'( 352*5$0$ Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 18 $UTXLWHFWXUD,QWHUQD,, ❚ 8QLGDGGH&RQWURO ❘ /HFWXUDGHO&2RSFRGH ❘ *HQHUDFLyQGHODV VHxDOHVGHFRQWURO ,QVWUXFFLyQ ❙ ,QWHUSUHWDODVLQVWUXFFLRQHV\JHQHUDODVVHxDOHVGHFRQWURO µyUGHQHV ❙ 3DVRVDUHDOL]DU %86'('$726 &2RUGHQ 23GDWR 0(025,$ ❙ *HVWLRQDODDFHSWDFLyQGH FRPDQGRVLQWURGXFLGRVD WUDYpVGHOEXVGH&RQWURO ❙ 2WUDVRSHUDFLRQHV,QFUHPHQWDUHO FRQWDGRUGHSURJUDPD ❙ 7LSRV&DEOHDGD0LFURSURJUDPDGD '(&2',),&$'25 ,16758&&,21(6 81,'$' '( &21752/ 6HxDOHVGH &RQWURO ,QGLFDGRUHV GHHVWDGR 5(/2- φ1 Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores µ3 5, φ2 19 $UTXLWHFWXUD,QWHUQD,,, ❚ 8QLGDG$ULWPpWLFR/yJLFD %86'('$726,17(512 ❙ 2SHUDFLRQHVPiVFRPXQHV ❘ 6XPD\UHVWDDULWPpWLFDV ❘ 2SHUDFLRQHVOyJLFDVERROHDQDV ❘ 2SHUDFLRQHVGHGHVSOD]DPLHQWR \ URWDFLyQ ❙ 7LSRVGHRSHUDFLRQHV &RPDQGRV GHRSHUDFLyQ SURFHGHQWHVGH OD8QLGDGGH &RQWURO ❘ 6REUHXQGDWR!5HJ$FXPXODGRU ❘ 6REUHGRVGDWRV!5HJLVWUR\0HPRULD ❙ 5HJLVWURVLPSOLFDGRV $&808/$'25 81,'$' $5,70(7,&2 /2*,&$ 5&& ❘ $FXPXODGRU'DWR\5HVXOWDGR ❘ 5HJLVWURGH&RQGLFLRQHV,QIRUPDFLyQVREUHOD~OWLPDRSHUDFLyQUHDOL]DGD HQOD$/8,QGLFDGRUHV Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 20 'LUHFFLRQDPLHQWR&RQWDGRUGH3URJUDPD ❚ 'LUHFFLRQDPLHQWRGHODPHPRULDGHSURJUDPD ❙ &RQWDGRUGH3URJUDPD&RQWLHQHOD GLUHFFLyQGHODVLJXLHQWHLQVWUXFFLyQ D HMHFXWDU ❙ $FFLRQHVVREUHHO3& 6HxDOGH ,QFUHPHQWR $$ &217$'25'( 352*5$0$ 3& ❘ ,QFUHPHQWRGHOFRQWHQLGRGHO3& ❘ &DUJDUHO3&FRQXQQXHYRYDORULQVWUXFFLRQHVGHVDOWR %86'( ',5(&&,21(6 %LWV ❙ (MHPSOR6LVWHPDGHELWV 'LUHFFLyQ 'LUHFFLyQ 'LU $$$$$$$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ + + ))))+ Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 21 6HFXHQFLD2SHUDWLYD(MHPSOR ❚ 'HVDUUROORGHXQDVHFXHQFLDRSHUDWLYDGHQWURGHO µSURFHVDGRU ',5(&&,Ï1 0(025,$ ❙ 6XPDUGRVQ~PHURV; H < GHMDQGRHOUHVXOWDGRHQ= ❙ ; < \ = FRUUHVSRQGHQHQHO SURJUDPDFRQODVVLJXLHQWHV GLUHFFLRQHVGHPHPRULD ❘ ; ❘ < ❘ = + + (+ ❙ &LFORGH)HWFK ❙ &LFORGH(MHFXFLyQ 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0008 0009 000A 000B 000C 000D 000E 000F 0010 0011 0012 Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores CARGAR 11 00 SUMA 12 00 ALMACENA 0E 00 STOP Z X Y CO 1a Instrucción Byte bajo de la dirección Byte alto de la dirección CO 2a Instrucción Dirección del 2o dato CO 3a Instrucción Dirección del resultado CO 4a Instrucción Resultado 1er Sumando 2o Sumando 22 &DUDFWHUtVWLFDVGHORVµSURFHVDGRUHV ❙ &DUDFWHUtVWLFDV+DUGZDUH µSURFHVDGRU %XVGH'DWRV &LFORGH,QVW 'LUHFFLRQHV )DEULFDQWH 8080 8085 2650 Z-80 8086 68000 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits 16 bits 16 bits 1.5 ns. 0.8 ns. 1.5 ns. 1 ns. 0.4 ns. 0.5 ns. 64 K 64 K 32 K 64 K 1M 16 M Intel Intel Signetics Zilog Intel Motorola ❙ &DSDFLGDGGH,QWHUUXSFLyQ1~PHURV\QLYHOHVGHLQWHUUXSFLyQ ❘ )DPLOLDGHSHULIpULFRV ❘ 1~PHURGHDFXPXODGRUHV ❙ &DUDFWHUtVWLFDV6RIWZDUH ❘ -XHJRGH,QVWUXFFLRQHV ❘ 2SWLPL]DFLyQGHOMXHJRGHLQVWUXFFLRQHV Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 23 ,QWURGXFFLyQDOWHUFHUHVWDGR, ❚ 'LVSRVLWLYRVOyJLFRVWULHVWDGRV ❙ 6LVWHPDGHEXVHV FRPSDUWLGRV3UREOHPDV ❘ 6XSHUSRVLFLyQGHORVGDWRV SURFHGHQWHVGHFDGD XQLGDG ❘ $XPHQWRGHODFDUJDHQ ORVEXVHVGHOVLVWHPD 0(025,$ 6 2 & , 5 () , 5 (3 %86'(',5(&&,21(6 &38 81,'$' µ3 (6 '( %86'('$726 ❙ 6ROXFLyQ ❘ 1HFHVLGDGGHXQWHUFHUHVWDGRTXHLPSOLTXHODGHVFRQH[LyQGHOHOHPHQWR GHORVEXVHV ❘ 7HUFHUHVWDGR(VWDGRLQDFWLYRRGHDOWDLPSHGDQFLD Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores 24 ,QWURGXFFLyQDOWHUFHUHVWDGR,, ❚ (VWUXFWXUDGHEXVHVFRPSDUWLGRV(OWHUFHUHVWDGR ❙ 'HVFRQH[LyQWRWDOGHORVEORTXHV QRLPSOLFDGRVHQODWUDQVIHUHQFLD ❙ 8VRGHEXIIHUVWULHVWDGR %/248('((/(0(172675,(67$'26 Vo &6 ,Q 2XW ; '(6&21(;,Ï1 µ3URFHVDGRU V+ ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' &6(175$'$ Calculadoras 6º Eléctricos E.T.S.I.I. Introducción a los microprocesadores &66$/,'$ %86'('$726 25