Introducción A Los Sistemas Basados En Microprocesador

Introducción a los Sistemas Basados en Microprocesador

1.- Introducción

1.1.- Evolución histórica

1.2.- Generaciones de los ordenadores

2.- Sistema Mínimo

2.1 Unidad de Memoria

2.2 Unidad Central de Proceso (CPU)

2.3 Diagrama general de un sistema m Procesador de 8 bits

2.4 Realización de una instrucción

3.- Unidad de E/S

1.- INTRODUCCIÓN

Existen dos soluciones para implementar un circuito digital que resuelva un determinado

problema:

a.- Lógica cableada:

Son circuitos diseñados exclusivamente para realizar una aplicación concreta.

b.- Lógica programada:

Es un concepto más amplio que dio lugar a las máquinas universales programadas.

Se trata de máquinas potentes y flexibles capaces de realizar la mayoría de las

funciones básicas necesarias para cualquier aplicación.

Trabajan de forma secuencial ejecutando progresivamente las opera-ciones

necesarias.

1.1.- Evolución histórica

3000 A.C. Ábaco, empleado para realizar cálculos aritméticos

Edad Media Autómatas de reloj: máquinas con un programa interior fijo.

Siglo XVII Blaise Pascal, matemático francés, construye la primera máquina mecánica

capaz de sumar y restar.

1674 G.H. von Leibniz, matemático alemán, incorpora a la máquina de Pascal la

posibilidad de multiplicar y dividir.

1850 D.D. Parmalee, automatiza la máquina Pascal-Leibniz. Aparecen las primeras cajas

registradoras.

Finales XIX Charles Babbage, matemático inglés, idea una máquina que es capaz de

realizar cualquier operación. La máquina se instruye desde el exterior por medio de un

sistema de tarjetas perforadas.

1925 V. Bush, ingeniero norteamericano, construye la primera máquina capaz de resolver

ecuaciones diferenciales.

1940 Von Newman acaba configurando la arquitectura básica de los ordenadores

modernos, basada en los siguientes conceptos:

- programa almacenado

- ruptura de la secuencia de programa mediante la toma de decisiones

Su diagrama de bloques es el siguiente:

Memoria

En ella se almacena el programa a ejecutar en forma de secuencia de instrucciones.

Unidad de Control

Su función es enviar consecutivamente instrucciones del programa desde la memoria hasta la

unidad de proceso.

Unidad de Proceso

Las instrucciones son decodificadas y ejecutadas en esta unidad.

Unidad de E/S

Realiza la comunicación con el mundo exterior, es decir, con el ser humano. Recibe y representa

los datos y resultados de forma asequible para éste.

Reloj

El reloj se encarga de sincronizar todo el sistema compensando los retardos de los diferentes

módulo. El sistema uP es un sistema secuencial, la secuencia que realiza es la ejecución continua

de instrucciones.

Esta triple estructura programa - unidad de proceso - unidad de control surge de la propia

estructura de los algoritmos:

Algoritmo: secuencia ordenada de acciones mediante la cual

resolvemos un problema

Ejemplo: Comprobar si dos números son iguales

INICIO

Iguales=0

Leer A y B

Hacer D=A-B

Si D=0 hacer Iguales=1

FIN

Parte Operativa: se realizan acciones y ensayos,

- leer A y B (acción)

- hacer A-B y asignarlo a D (acciones)

- Comprobar si D=0 (ensayo)

Parte de Control: define el encadenamiento (orden) de las acciones según el resultado de los

ensayos.

Esta estructura de los algoritmos es lo que dio lugar a la arquitectura von Newman. El elemento

básico es el microprocesador o CPU que engloba a la unidad de control y a la unidad de proceso.

1.2.- Generaciones de los ordenadores

A partir de la concepción de máquina universal de Von Newman los ordenadores se desarrollan

paralelamente a la tecnología. Aparecen 5 generaciones.

1ª Generación

Es la generación de las válvulas de vacío. Los ordenadores eran muy voluminosos, con alto

consumo y coste muy elevado. Algunos ordenadores famosos de esta generación son:

ENIAC: Electronic Numerical Integrator and Computer

Construido por la Universidad de Pennsylvania durante la II Guerra Mundial.

Características: 19.000 tubos de vacío, 30 Toneladas, 400 m2 de superficie

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