ARQUITECTURA RISC

INDICE DE CONTENIDO

I.        INTRODUCCIÓN        4

II.        HISTORIA DE LOS MICROPROCESADORES RISC        5

2.1.        Factores que marcaron el inicio del mercado RISC:        6

2.1.1        Berkeley        6

2.1.2        Stanford        6

III.        TÉRMINOS GENERALES        7

3.1.        Microprocesadores        7

3.2.        Registros        8

3.3.        Unidad aritmética lógica        9

Figura 4: Unidad Aritmético Lógica        10

3.4.        Unidad de Control        10

3.4.1.        Funciones de la unidad de control        10

IV.        CARACTERÍSTICAS DE LOS REGISTROS DEL PROCESADOR 80386.        11

4.1.        Registros de propósito general        11

4.2.        Puntero de instrucciones        11

4.3.        Registro de indicadores        12

4.4.        Registros de segmento        12

4.5.        Registros de control        12

4.6.        Registros de direcciones del sistema        12

4.7.        Registros de depuración        13

4.8.        Registros de test        13

V.        ARQUITECTURA DEL MICROPROCESADOR RISC        14

VI.        SIMULADOR RISC        15

VII.        APLICACIONES DE LOS PROCESADORES RISC        17

VIII.        FUNCIONAMIENTO        18

IX.        CANALIZACIÓN DE INSTRUCCIONES        19

X.        CARACTERÍSTICAS DE ARQUITECTURA RISC        20

XI.        RISC VS CIS        22

11.1.        Ventajas de los RISC        23

11.1.1.        Velocidad        23

11.1.2.        Hardware más simple        23

11.2.        Desventajas de los RISC        23

11.2.1.        Calidad del código        23

11.2.2.        Puesta a punto (Debugging)        24

11.2.3.        Código de expansión        24

XII.        IMPACTO EN LA ACTUALIDAD        24

XIII.        EVOLUCIÓN        27

XIV.        CONCLUSIONES        28

XV.        RECOMENDACIONES        29

XVI.        BIBLIOGRAFIA        29

   INDICE DE FIGURAS

EJEMPLOS DE MICROPROCESADORES        8

ESQUEMA DEL MICROPROCESADOR        9

UNIDAD ARITMÉTICA LÓGICA        9

FUNCIONAMIENTO DE UNIDAD ARITMÉTICA LÓGICA        10

DIAGRAMA DE BLOQUES RISC        15

DESCRIPCION GENERAL SIMULADOR RISC        16

1. INTRODUCCIÓN

Hoy en día, los programas cada vez más grandes y complejos demandan mayor velocidad en el procesamiento de información, lo que implica la búsqueda de microprocesadores más rápidos y eficientes. Los avances y progresos en la tecnología de semiconductores, han reducido las diferencias en las velocidades de procesamiento de los microprocesadores con las velocidades de las memorias, lo que ha repercutido en nuevas tecnologías en el desarrollo de microprocesadores.

La arquitectura RISC plantea en su filosofía de diseño una relación muy estrecha entre los compiladores y la misma arquitectura, características deseables en cuanto a rendimiento, pero no en facilidad de programación, características que se destacan en este proyecto.

CISC (complex instruction set computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones complejo. RISC (reduced instruction set computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones reducido. Se piensa que los atributos complejo y reducido describen las diferencias entre los dos modelos de arquitectura para microprocesadores.

Con tecnologías de semiconductores comparables e igual frecuencia de reloj, un procesador RISC típico tiene una capacidad de procesamiento de dos a cuatro veces mayor que la de un CISC, pero su estructura de hardware es tan simple, que se puede realizar en una fracción de la superficie ocupada por el circuito integrado de un procesador CISC. Esto hace suponer que RISC reemplazará al CISC, pero la respuesta a esta cuestión no es tan simple ya que para aplicar una determinada arquitectura de microprocesador son decisivas las condiciones de realización técnica y sobre todo la rentabilidad, incluyendo los costos de software.

Existían y existen razones de compatibilidad para desarrollar y utilizar procesadores de estructura compleja, así como un extenso conjunto de instrucciones. La meta principal es incrementar el rendimiento del procesador, ya sea optimizando alguno existente o se desee crear uno nuevo. Para esto se deben considerar tres áreas principales a cubrir en el diseño del procesador y estas son: la arquitectura, la tecnología de proceso y el encapsulado. La tecnología de proceso, se refiere a los materiales y técnicas utilizadas en la fabricación del circuito integrado, el encapsulado se refiere a cómo se integra un procesador con lo que lo rodean un sistema funcional, que de alguna manera determina la velocidad total del sistema. Aunque la tecnología de proceso y de encapsulado son vitales en la elaboración de procesadores más rápidos, es la arquitectura del procesador lo que hace la diferencia entre el rendimiento de una CPU (Control Process Unit) y otra.

En principio RISC se utilizaba para entornos de red, mientras que CISC se aplicaba en ordenadores domésticos. Luego de esta clasificación se piensa que la tendencia del futuro será RISC, pero surge la alternativa de usar microprocesadores híbridos es decir que usen los dos tipos de tecnología, sin embargo, aún no se alcanza un nivel óptimo.

En este trabajo explicaremos las características esenciales de los microprocesadores RISC, las ventajas y desventajas que suponen el uso de esta y la trascendencia que tuvo este microprocesador en la actualidad.

1. HISTORIA DE LOS MICROPROCESADORES RISC

A finales de los años 50’s, todos los ordenadores eran diseñados de forma completamente aislada uno de otros. Esto hacía que sus instrucciones fuesen independientes (programas escritos en un ordenador no se pudiese ejecutar en otros). IBM reunió a un grupo de sus investigadores para estudiar la forma con la que un programa pudiese trabajar en múltiples ordenadores ampliando la compatibilidad del software.

La tecnología CISC nació de la mano de Intel, creado en 1971, permitiría el nacimiento de la informática personal. Con más fuerza, en 1972 apareció el “8080” (primer chip capaz de procesar 8 bits, suficiente para representar números y letras).

Al tener una estructura de instrucciones básicas, el programador podía trabajar con lenguajes de programación más sencillos y más humanos. También se conseguía que, manteniendo el conjunto de instrucciones en los modelos siguientes, se mantuviera la compatibilidad del software y así se pudiera rentabilizar la inversión del desarrollo de software.

Diversos estudios reflejaron, que la mayoría del software, la mayoría del tiempo, usaba las instrucciones más simples dejando las instrucciones más complejas para casos raros, en software muy especializado. Esto habría nuevas posibilidades de desarrollo, pues el procesador no tenía por qué llevar un juego de instrucciones muy complejo, abaratando así los costes de desarrollo, diseño, producción etc.

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