Procesadores (Entradas Y Salidas)

PROCESADOR (E/S)

En las entradas y salidas que se ejecutan desde el procesador entran tres conceptos que se deben conocer.

El DMA

Los Canales

Y las instrucciones

DMA

Con un incremento moderado de la lógica asociada con el periférico se puede lograr transferir un bloque de información a o desde la memoria principal sin la intervención directa de la UCP. Esto requiere que los periféricos o los controladores de E/S sean capaces de generar direcciones de memoria y transferir datos a o desde el bus del sistema. La UCP es todavía la responsable de iniciar la transferencia de cada bloque. A partir de este punto el controlador de E/S realiza toda la operación sin que la UCP tenga que ejecutar ningún otro programa. La UCP y el controlador de E/S interaccionan sólo cuando la UCP debe dar el control del bus del sistema al controlador de E/S, como respuesta a una petición de este último. Este tipo de capacidad es lo que se conoce como Acceso Directo a Memoria (DMA).

La mayoría de los computadores de hoy día tienen la posibilidad de interrupción y de DMA. Un controlador de DMA posee un control parcial de la operación de E/S. La UCP puede liberarse totalmente si se introduce en el computador un Procesador de E/S (PE/S) o canal. Análogamente al DMA, el PE/S tiene acceso a la memoria principal y puede interrumpir a la UCP, sin embargo puede emplear un repertorio de instrucciones diferentes del de la UCP (ya que está orientado a operaciones de E/S).

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CANALES

El canal de E/S es una extensión del concepto de DMA. Un canal de E/S tiene la capacidad de ejecutar instrucciones de E/S, lo que da un control total sobre las operaciones de E/S.

Las instrucciones de E/S se almacenan en la memoria principal y serán ejecutadas por un procesador de propósito específico en el mismo canal de E/S.

Hay dos tipos comunes de canales de E/S, como se ilustra en la figura:

canales

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INSTRUCCIONES

Las instrucciones que se ejecutan en los procesadores, varia mucho de uno a otro, incluso en los modelos variantes de cada uno de ellos, algunas instrucciones cambian, para mejorar (a veces para empeorar) el rendimiento, o se añaden nuevas instrucciones.

Las instrucciones también se pueden clasificar por el tipo de operación que realiza, como por ejemplo. El control de cadenas de caracteres, el control de la memoria cache, Instrucciones aritméticas, instrucciones de transferencia de datos, instrucciones de comparación.

En forma general las instrucciones del procesador, le permiten realizar tareas, esto ejecutándose a un tiempo una o varias de estas instrucciones, en algunos procesadores las instrucciones se dividan de acuerdo al área del procesador en la cual tuvieran acción.

A continuación se presentan instrucciones de varios procesadores, algunos son ya viejas y no se usan en la actualidad, como se vera en algunos, que pertenecen a una misma familia, las instrucciones varían o se han añadido otras.

Instrucciones del 4004

Hay instrucciones de uno o dos bytes. Los primeros tardan 8 períodos de reloj (un ciclo de instrucción). Los segundos tardan 16 períodos de reloj (dos ciclos de instrucción).

Algunas Instrucciones del procesador 4004 Mnemónico Descripción OPR OPA

WRM Escribir el acumulador en RAM 1110 0000

WMP Escribir el acumulador en port de salida de RAM 1110 0001

WRR Escribir el acumulador en port de salida de ROM 1110 0010

WPM Escribir el acumulador en el medio byte especificado de RAM (se usa en los microprocesadores 4008 y 4009 solamente) 1110 0011

WR0 Escribir el acumulador en el carácter de estado de RAM 0, 1, 2, 3 1110 0100

WR1 1110 0101

WR2 1110 0110

WR3 1110 0111

SBM Restar el contenido de la posición previamente especificada de RAM del acumulador con préstamo 1110 1000

RDM Cargar en el acumulador el contenido de la posición de RAM 1110 1001

RDR Cargar en el acumulador el contenido del port de entrada de ROM 1110 1010

ADM Sumar el contenido de la posición previamente especificada de RAM al acumulador con acarreo 1110 1011

RD0 Almacenar en el acumulador el carácter de estado de RAM 0, 1, 2, 3 1110 1100

RD1 1110 1101

RD2 1110 1110

RD3 1110 1111

La siguiente tabla muestra el grupo de instrucciones del acumulador.

Mnemónico Descripción OPR OPA

CLB Limpiar el acumulador y el acarreo 1111 0000

CLC Limpiar el indicador de acarreo 1111 0001

IAC Incrementar el acumulador 1111 0010

CLC Complementar el acarreo 1111 0011

CMA Complementar el acumulador 1111 0100

RAL Rotar acumulador y acarreo hacia la izquierda 1111 0101

RAR Rotar acumulador y acarreo hacia la derecha 1111 0110

TCC Sumar acarreo al acumulador y limpiar el acarreo 1111 0111

DAC Decrementar el acumulador 1111 1000

TCS Restar acarreo del acumulador y limpiar el acarreo 1111 1001

STC Poner el acarreo a uno 1111 1010

DAA Ajuste decimal del acumulador 1111 1011

KBP Convierte un código 1 de 4 a binario en el acumulador 1111 1100

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