Lógica de Control y Diseño de Computadores

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República Bolivariana de Venezuela[pic 2][pic 3]

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada Nacional Bolivariana

Núcleo Miranda. Sede Los Teques

Ingeniería de Sistemas

Arquitectura del Computador

Lógica de Control y Diseño de Computadores

Profesor:                                                                          Estudiante:

Oswaldo Guedes                                                        Anabel Urbaneja

                                                                      V-26.223.796

Los Teques, mayo de 2022

Tabla de contenido

Introducción        3

1.        Diseño de Lógica de control        4

1        Organización del Control        4

1.        Control de Componentes Alambrados        6

2.        Control de la Unidad Procesadora        6

3.        Control de PLA        7

1.        Secuenciador del Microprograma        8

2.        Diseño de Computadores        10

2.        Configuración del Sistema        10

4.        Instrucciones de Computador        11

5.        Sincronización de Tiempo y de Control        12

6.        Ejecución de Instrucciones        12

3.        Diseño del Registro del Computador        13

7.        Consola del Computador        13

3.        Conclusión        14

4.        Referencias Bibliográficas        15

Introducción

La arquitectura del computador es el diseño conceptual y la estructura operación y funcional de los sistemas de computadores, donde se estudia los requerimientos, funcionalidades y diseños de las maquinas; especialmente en la Unidad Procesadora Central y la ejecución de instrucciones en conjunto con la memoria.

Dentro de este modelo, también se incluye la Lógica de Control, la cual es el proceso para deducir los circuitos digitales que procesan los datos, las operaciones y las señales de control. También se incluye el Diseño de los Computadores, donde se toma en consideración el sistema y el diseño lógico de un computador digital pequeño cuyas especificaciones se formulan para poder establecer una configuración funcional.

Estudiar estas ramas de la arquitectura del computador nos ayudará a comprender a profundidad, el proceso para diseñar y construir maquinas computacionales que sean funcionales y de buen rendimiento; poniendo en practica los conocimientos adquiridos de la lógica matemática.

En esta ocasión se reseñará los puntos relevantes de la lógica de control, su organización, los métodos que pueden utilizarse; así como también lo mas relevante del diseño de computadores como su configuración, la ejecución de las instrucciones, como se ejecuta la sincronización del tiempo y control y más.

1. Diseño de Lógica de control

En el ámbito de la programación, la lógica de control de control es el proceso para deducir los circuitos digitales que procesan datos relacionados que suministran señales de control. Este conjunto conformado por las operaciones lógicas y estructurales para el orden y ejecución de las instrucciones de un programa; pues es la base principal de todo sistema digital ya que está incluido la formulación del algoritmo que describe las operaciones.

El proceso que conlleva el diseño lógico es complejo, ya que a pesar de estar apoyado por la implementación de programas que facilitan el proceso; requiere de la aplicación del razonamiento mental para desarrolla los procedimientos algorítmicos que componen las operaciones requeridas para la ejecución de las tareas establecidas para el procesamiento de datos.

El algoritmo es el procedimiento para obtener soluciones a un problema, ahora bien; el algoritmo diseñado es el procedimiento mediante el cual se configura a través de una pieza de equipo, problema. Para diseñarlo, hay que tomar en consideración dos factores, el problema en concreto y la configuración del equipo; teniendo claro estos aspectos se puede buscar una solución y armar el algoritmo.

La información binaria de un sistema digital es almacenada por los registros de memoria y ésta puede ser conformada por datos o información de control; estos datos son elementos discretos manipulados por microoperaciones.

1. Organización del Control

Luego de establecer la secuencia de control, podrá diseñarse el sistema secuencial encargado de configurar las operaciones de control, lo ideal es que el diseño digital sea el desarrollo de un circuito que ejecute la secuencia de control de una manera directa y lógica; considerando que la reducción de del número de circuitos podría generar una configuración irregular desconocida para cualquier persona que no sea el diseñador del circuito, resultando engorroso brindar el mantenimiento al equipo posteriormente.

Los diseñadores experimentados en lógica suelen utilizar métodos considerados como una extensión del método lógico secuencial clásico en combinación al método de transferencia entre registros.

Los métodos utilizados para la organización de control son:

• Método de un Flip-Flop por estado
• Método del registro de secuencia y el decodificador
• Control PLA
• Control de la microprograma

El método Flip-Flop opera por estado, dentro del circuito secuencial de control, pues solo se coloca a uno en un tiempo dado; mientras los demás están en cero. Es decir, se programa un bit por Flip-Flop bajo el control de la lógica de decisión; dentro de este arreglo se representa un estado, y éste se activa cuando el Flip-Flop correspondiente tiene el bit de control (1). Cabe destacar, que este método no utiliza un número mínimo de Flip-Flop para operar, pero si un número máximo. Dado el ejemplo en un circuito secuencial de doce (12) estados donde el mínimo requerido de Flip-Flop es de cuatro. Es ventajoso aplicar dicho método, ya que se puede diseñar un Flip-Flop por estado y esto lo hace más simple.

El método de registro de secuencia y método del decodificador opera a través de un registro para dar secuencia a los estados de control, el registro es decodificado para suministrar una salida por estado, por ejemplo, un circuito tiene dos estados, éste a su vez tendrá dos salidas en el decodificador; es decir, una salida por cada estado.

El PLA es un componente LSI capaz de configurar cualquier circuito combinacional complejo. Opera de forma similar al registro secuencial y al método de decodificador, sin embargo, todos los circuitos secuenciales se configuran a través de un PLA. La ventaja de implementar un PLA es que requiere de una cantidad menor de alambres de interconexión y CI.

1. Control de Componentes Alambrados

El diseño se realiza siguiendo los siguientes pasos:

1. Enunciado del problema
2. Definición de la configuración del equipo
3. Formulación del algoritmo
4. Especificación de la parte del procesador de datos
5. Diseño de la lógica de control

Al enunciar el problema, se brinda la información relacionada a éste, desde la funcionalidad que debe tener el circuito, hasta los tipos de datos con los que operará. En este paso se deduce cual método podrá ser aplicado. La configuración inicial del equipo es vital para formular el algoritmo donde se representará el método de la transferencia de registros; dentro del algoritmo se establecen las microoperaciones del sistema. Ya establecidas, suministrarán la parte procesadora de los datos relacionados al sistema. El diseño del control tendrá como función dar la secuencia a las microoperaciones solicitadas por el procesador de datos. A través de la lógica de control se deduce el método a aplicar en el sistema

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