Sistemas de Microprocesadores: Arquitectura Cisc y Risc

Republica Bolivariana de Venezuela

Universidad Nororiental Privada GRAN MARISCAL DE AYACUCHO

Núcleo: Guayana

Asignatura: Electica Técnica II Sistemas de Microprocesadores

ARQUITECTURA

CISC Y RICS

Puerto Ordaz; noviembre 2015

Índice

1. Introducción…………………………………………………………………………..3
2. Definición………………………………………………..……………………………4

1.  Arquitectura CISC………………………………………………………………..4
2.  Arquitectura RISC……………………………………………………………..4, 5

1. Características…………………………………………………………………………5

3.1 CISC……………………………………………………………………………5, 6

3.2 RISC…………………………………………………………………….……...…6

1. Conjunto de instrucciones……………………………………..……………………7, 8
2. Registros……………………………………………………………………………8, 9

5.1 Arquitectura RISC…………………………………………………………..……9

1. Modos de Direccionamiento……………………………………….….………9, 10, 11
2. Ventajas y Desventajas…………………………………………...……………….....12

1. Arquitectura CISC….……………………………………………………...…….12

7.2 Arquitectura RISC…….………………………………………..………...…..….12

1. Tabla comparativa……………………………………………………………………13
2. Conclusiones………………………………………………………………..………..14
3. Bibliografía………………………………………………………………………..…15

Introducción

Cuando se diseñan los microprocesadores lo primero que hay que decidir es cual será su juego de instrucciones, la decisión es eminente por las siguientes razones, el juego de instrucciones decide el diseño físico del conjunto y, cualquier operación que se ejecute en el microprocesador debe ser descrita en término de un lenguaje de estas instrucciones. Y estas razones caben en dos filosofías de diseño, maquinas CISC y maquinas RISC, cuando se refiere a microprocesadores CISC (computadores con un conjunto de instrucciones complejo) y a microprocesadores RISC (computadores con un conjunto de instrucciones reducido) se cree que complejo y reducido ya seria la diferencia entre estos modelos de arquitectura para microprocesadores, pero en realidad existen muchas características fundamentales para definir dichos modelos de arquitectura de computadoras. Desde los últimos años los RISC más que todo era utilizado pata entornos de red y los CISC se usaba en ordenadores domésticos.

Definición  

El microprocesador es el cerebro del computador y evoluciona de acuerdo a dos tipos de arquitecturas: CISC y RISC

CISC

(Complex Instruction Set Computer), Es un modelo de arquitectura de computadoras con un conjunto de instrucciones que se caracterizan por ser grande y complejo.

La microprogramación es una importante característica de todas las arquitecturas CISC, significa que cada instrucción de maquina es interpretada por un microprograma localizado en una memoria en el circuito integrado del procesador, las instrucciones son decodificadas internamente y se ejecutan con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna y se requiere varios ciclos de reloj para esto, aunque sea uno por microinstrucción, en otras palabras, los micros CISC usan comandos que reúnen una gran diversidad de instrucciones pequeñas para realizar una única operación. Se requiere de 4 a diez ciclos de reloj para realizar una sola instrucción.

Tomando en cuenta la enorme cantidad de instrucciones que una CPU puede llegar a manejar, la CPU con esta arquitectura es muy compleja.

Los CISC corresponden a la primera construcción de procesadores, entre los cuales están: la familia Intel x86, Motorola 68000, Zilog Z80.

RISC

(Reduced Instruction Set Computer), es un modelo de arquitectura de computadoras que promueve pequeños y simples conjuntos de instrucciones que toman poco tiempo para que se ejecuten.

Los microprocesadores que están basados en este tipo de arquitectura tienen instrucciones de tamaños fijos que se encuentran en un número reducido de formatos y en donde las instrucciones que son solo de almacenamiento tienen acceso a la memoria por medio de datos.

La arquitectura RISC funciona de manera diferente a CISC, esta arquitectura tiene como objetivo que la ejecución de las instrucciones sean lo mas rápido posible y la forma de conseguirlo es simplificando el tipo de instrucciones que ejecute el procesador. De esta manera, las instrucciones simples de un procesador RISC son capaces de ejecutarse mucho mas rápido que las instrucciones complejas de un procesador CISC, aunque requiere de mucha más RAM y una tecnología de compilador más actualizada.

La simplicidad de esta arquitectura lleva a ciclos de diseño mas cortos cada vez que se crean nuevas versiones, los procesadores RISC ofrecen una capacidad de procesamiento del sistema de 2 a 4 veces mayor. En comparación a los procesadores CISC.

Los comandos que incorporan los microprocesadores RISC en la memoria de lectura son de varias instrucciones pequeñas que realizan una sola tarea, las aplicaciones son las encargadas de indicarle al procesador la combinación de estas instrucciones para poder completar una operación mayor. Estos comandos son del mismo tamaño y se almacenan del mismo modo. Estas instrucciones al ser simples no hay necesidad de ser descodificadas en pequeñas instrucciones como en el caso de CISC. Esto hace que el procesador RISC no pierda tiempo verificando el tamaño de los comandos.

Características

CISC

• Instrucciones de longitud variables:

• La longitud de la instrucción depende del modo de direccionamiento usados en los operandos.

• Las instrucciones requieren múltiplos ciclos de reloj para ejecutar:

• Los operando deben ser buscados desde diferentes ubicaciones en la memoria antes de que la instrucción pueda ser ejecutada.

• Predominan las instrucciones con 2 operandos:

• Los microprocesadores CISC soportan cero, uno o más operandos.

• Variedad del direccionamiento de operando:

• Registro a registro, registro a memoria y memoria a registro.

• Múltiples modos de direccionamiento:

• Algunos de los direccionamientos soportados son el de directo a memoria, indirecto a memoria y el indexado a través de registros.

RISC (características)

• Pequeño conjunto de instrucciones:

• Tienen un número mucho menor de instrucciones.

• Instrucciones simples.
• Instrucciones de longitud fija:

• La mayor parte de las instrucciones son de la misma longitud y esto permite que una instrucción se pueda buscar con una operación individual.

• Predominan las instrucciones que se ejecuten en un ciclo de maquina

• La mayor parte de las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo, permitiendo la implementación de la segmentación.

• Procesamiento de segmentación:

• Estos procesadores RISC tienen la capacidad de manejar variedad de instrucciones al mismo tiempo, por la técnica de segmentación o línea de trabajo.

• Codificación uniforme de instrucciones:

• Permite una codificación más rápida.

• Conjunto de registros homogéneo:

• Permite que cualquier registro sea utilizado en cualquier contexto y así simplificar el diseño del compilador.

• Modo de direccionamiento simple con modos más complejos.

Conjunto de Instrucciones

Describe los detalles de las instrucciones que una CPU de un ordenador puede entender y ejecutar, o en el conjunto de todos los comandos que están implementados por un diseño único de una CPU.

Las instrucciones en maquinas CISC pueden tener 0, 1, 2 operando, sin embargo, solo un operando de la instrucción podrá hacer referencia a la memoria.

Para implementar este conjunto de instrucciones se debe tener en cuenta el lenguaje maquina.

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