MICROPROCESADORES

ORGANIZACIOND DEL CONTROL

Se puede diseñar el sistema secuencial que configura las operaciones de control. Como el control es un circuito secuencial, éste se puede diseñar por el procedimiento lógico secuencia. El principal objetivo de la organización del control debe ser el desarrollo de un circuito que configure la secuencia de control deseada de una manera lógica y directa

Supervisa las transferencia de información entre los registros e instruye a la Unidad

Aritmética Lógica

CONTROL DE ALAMBRADO INTERNO.

a.- Enunciar el problema: en ejercicios donde se debe resolver algoritmos para la adición y sustracción los números binarios de punto fijo se toma en cuenta que Cuando los números negativos están en la forma de signo-complemento de 2. El problema es configurar con materiales la adición con y sustracción de dos números binarios de punto fijo representados en forma de signo-magnitud. Se puede usar aritmética complementado siempre y cuando el resultado final este la forma signomagnitud. La suma de dos números almacenados en los registros de longitud finita podría resultar en una suma que excede la capacidad de

almacenar registro en un bit. El bit extra se dice que causa sobre capacidad. El circuito debe venir con un flip-flop para almacenar el bit de desbordamiento por sobrecapacidad.

b.-Una configuración inicial del equipo: es necesaria para poder formular el algoritmo diseñado en términos del método de trasferencia entre registros.

c.-El algoritmo: se formula por medio del flujo grama que especifica la secuencia de microoperaciones del sistema. Una vez que se tenga la lista de microoperaciones se pueden seleccionar funciones digitales necesarias para su configuración. En esencia, esto uministra la parte procesadora de datos del sistema.

d.-Parte de procesador: se diseña para darle secuencia a las microoperaciones requeridas por el mismo.

e.-La lógica de control: se deduce mediante un control de componentes alambrado por el método de un flip-flop por estado.

EL MICROPROGRAMA

Está generación de códigos e llama microprogramación y es un proceso que determina la configuración de bits para cada una de las palabras en la memoria de control. La memoria de control tiene ocho palabras y cada palabra contiene 14 bits. Para microprogramas la memoria de control se debe determinar los valores de los bits de las ocho palabras.

Un microprograma

implementa un conjunto de instrucciones de CPU. Así como una sentencia en un lenguaje de alto nivel es compilada en una serie de instrucciones de máquina, en una CPU usando microcódigo, cada instrucción de máquina es implementada por una serie de microinstrucciones, a veces llamado microprograma o microcódigo.

UNIDAD PROCESADORA

Se debe hacer provisión para incluir todas las variables de control posibles en el sistema y no solamente para controlar un ALU. El multiplexor y los bits seleccionados deben incluir todos los demás bits de condición posibles que se quieran comprobar en el sistema. Se debe tener una provisión para aceptar una dirección externa para iniciar muchas operaciones en vez de dos operaciones solamente tales como suma y sustracción.

Para construir microprogramas correctos es necesario especificar exactamente como el bit de condición es afectado por cada microoperación en el procesador. Los bits S (signo) y Z- (cero) están afectados por todas las operaciones. Los bits C (arrastre) y V (sobrecapacidad) no cambian después de las siguientes operaciones del ALU:

1. Las cuatro operaciones OR, AND, OR-exclusiva y complemento.

2. Las operaciones de incremento y decremento.

Para las demás operaciones, el bit de arrastre del ALU va al

bit C del registro de condición. El bit C se afecta también después

de un desplazamiento circular con operación de arrastre.

MULTIprogramacionEs la técnica que permite que dos o más programas ocupen

la misma unidad de memoria principal y que sean ejecutados al

mismo tiempo.

Secuenciador de microprograma.

Es un circuito lógico sencillo que permite realizar la ejecución en secuencia de un conjunto de instrucciones muy elementales llamadas microinstrucciones (no confundir con las instrucciones propias del

lenguaje máquina). Cada microinstrucción contiene las señales de control que se enviarán a la UP, junto a una serie de bits que permitirán seguir el secuenciamiento. Es decir, Es el centro neurálgico de gestión, control y planificación del microprocesador, por tanto su función es fundamental para el desarrollo de cualquier instrucción software.

MULTIPROCESAMIENTO SIMETRICO (symmetric multiprocessing/SMP)

El diseño simple pero aún as í efectivo. En SMP, multiples procesadores comparten la memoria RAM y el bus del sistema. Este diseño es también conocido como estrechamente acoplado (tightly coupled), o compartiendo todo .

Para saber que es el control de PLA primero debemos saber que es el PLA:

El PLA es un componente LSI que puede configurar cualquier circuito combinacional complejo.

• El control del PLA

Es esencialmente similar al registro de secuencia y al método del decodificador excepto que todos los circuitos combinacionales se configuran con un PLA, incluyendo el decodificador y la lógica de decisión

Control del microprograma

Consiste en iniciar una serie de pasos secuenciales de microoperaciones. Durante cualquier tiempo dado se deben iniciar ciertas operaciones mientras que otras permanecen latentes. Así, las variables de control en un tiempo dado pueden ser representadas por una cadena de 1 ó 0 llamada palabra de control.

Las variables de control que inician microoperaciones se almacenan en la memoria. La memoria de control es comúnmente una ROM ya que la secuencia de control es permanente y no necesita alteración. Las variables de control almacenadas en la memoria son leídas una a una para iniciar la secuencia de microoperaciones del sistema.

Cada palabra de control de memoria se llama microinstrucción y una secuencia de microinstrucciones se Llama microprograma.

Microprogramación: definiciones

 Microprogramación: técnica de diseño del control como un microprograma encargado de realizar las instrucciones de la máquina en términos de microinstrucciones más simples.

 Idea clave: representar los valores activados en las líneas de control en forma simbólica.

•Así el microprograma es la representación de las microinstrucciones del mismo modo

que el lenguaje ensamblador es una representación de las instrucciones de máquina.

 La sintaxis de la microprogramación tiene una cierta analogía a la sintaxis de la

programación en ensamblador:

•La instrucciones de ensamblador se dividen en campos (etiqueta, código de operación,

operandos, comentarios).

•La sintaxis de las microinstrucciones consta de varios campos o agrupaciones de

señales.

•Los campos se definen de acuerdo a la función de las señales en el camino de datos.

 La realización final de un microprograma coincide aproximadamente con la

presentada al tratar la realización de la función de transición con un secuenciador.

•Microinstrucción: conjunto de valores binarios de las señales de control.

ƒSu función, estructura y misión es análoga a la de las instrucciones en código máquina (representación

binaria de las operaciones que puede realizar un computador).

•Microprograma: secuencia de microinstrucciones necesarias para ejecutar las instrucciones.

ƒSu función es análoga a la de los programas en código máquina (secuencia de instrucciones necesarias

para ejecutar los algoritmos).

•Micromemoria: memoria de control en ROM que contiene las microinstrucciones.

ƒSu función es análoga a la de la memoria central en RAM.

•Contador de microprograma: contiene la microdirección (dirección en la micromemoria) de la

siguiente microinstrucción del microprograma y recorre el mismo en su ejecución.

ƒSu función y nombre son análogos a los del contador de programa (contiene la dirección en memoria RAM

de la siguiente instrucción del programa y recorre el mismo en su ejecución).

Protocolo de invalidación de 3 estados (MSI)

Tres estados para un bloque de memoria

- Modificado: Exclusivo

- Shared (Compartido): Válido

- Inválido

‰ Nueva transacción ordenada al Bus

- BusRdx (Lectura con Exclusividad)

‰ Nueva respuesta del controlador de $

- Flush (volcar bloque de $ a bus)

„ Sólo hay 1 cache con copia válida

(la copia de la memoria principal

esta anticuada)

„ La exclusividad implica que la

cache puede modificar el bloque

sin notificárselo a nadie

„ El bloque esta presente en la

cache y no ha sido modificado

„ La memoria esta actualizada

„ Otras caches adicionales pueden

tener copia

El primer protocolo que consideraremos es un protocolo de invalidación básico para cachés postescritura. El protocolo usa los tres estados necesarios en cualquier caché post-escritura

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