TEMA 11. CIRCUITOS INTEGRADOS

 

                Es un componente electronico que contiene varios circuitos logicos (puertas logicas, biestables, etc.). Aparecen en los años 60. Dependiendo del numero de componentes, se pueden clasificar en:

                - SSI (Small Scale Integration) - unos pocos componentes.

                - MSI (Medium Scale Integration) - hasta 500 componentes.

                - LSI (Large Scale Integration) - varios miles de componentes.

                - VLSI (Very Large Scale Integration) - hasta 10000 componentes.

                - SLSI (Super Large Scale Integration) - hasta 120000 componentes.

 

TEMA 12. LA CPU.

1.- Formato de instrucciones.

                Instruccion: Operacion elemental en un lenguaje de programacion, es decir, la orden mas pequeña que un programador puede dar a un ordenador.

                Se necesitan dos tipos de informacion: lo que hace y los datos con los que trabaja.

                Son cadenas de 0 y 1 (en binario). La traduccion de una instruccion en un LAN a binario la realizan unos programas especiales: compilador o interprete (dependiendo del metodo que se utilice).

                Ensamblador: programa que traduce de lenguaje ensamblador a binario.

                Microinstruccion: Cuando la UC recibe una instruccion envia una lista de ordenes a cada unidad que interviene en la ejecucion de la instruccion.

                Codigo de operacion: dice la operacion que hay que llevar a cabo, y las partes del ordenador que intervienen en la operacion. La longitud de éste determina el numero de instrucciones que el microprocesador puede entender.

                Campo de direccion: Todos los datos sobre los que actuan las instrucciones estan almacenados en memoria. Esta está dividida en posiciones o palabras de memoria. Cada una tiene asociada una direccion. El campo de direccion contiene la posicion de memoria donde estan almacenados los datos.

                Dependiendo del ordenador, 0,1,2, o 3 direcciones pueden tener una instruccion.

 

2.- La Unidad de Control

                La funcion de la UC es gestionar la ejecucion de los programas. Toma las instrucciones 1 a 1. Para cada instruccion:

                - Decodifica el codigo de operacion.

                - Envia las instrucciones necesarias a cada unidad que participe.

                - Busca la siguiente instruccion a ejecutar.

 

                                               Microinstruccion

 

 

                Registro                   Secuenciador                                    Contador de

                     de                                                                                     programas

                Estado                      Decodificador

                                                                                              Registro de instruccion

 

 

                                               Codigo de operacion          Campo de direccion

               

                Registro de instruccion: Memoriza temporalmente la instruccion de programa que se esta ejecutando.

                Secuenciador: Envia las microinstrucciones adecuadas al codigo de operacion de la instruccion que se esta ejecutando.

                Registro de estado: Conjunto de biestables que almacenan informacion sobre la ultima operacion realizada en la UAL.

                Contador de programa: Registro especializado que contiene la direccion de la siguiente instruccion a ejecutar.

 

3.- La UAL

                Esta formada por circuitos logicos que realizan operaciones aritmeticas y logicas.

                Acumulador: Registro especial. Las operaciones normalmente se realizan entre lo que hay en el acumulador y lo que hay en un registro o una posicion de memoria, y el resultado se suele dejar en el acumulador.

 

4.- Buses.

                Bus: Conjunto de cables que transmiten informacion en paralelo y que permiten la comunicacion de los componentes de la CPU entre si, y con los componentes fuera de la CPU.

                Bus de datos: Transfiere instrucciones y datos entre los componentes del sistema.

                Ancho del bus: Numero de cables que lo componen, que determina el numero de bits que se pueden transferir en paralelo.

                Suele ser bidireccional (los mismos cables son utilizados para transferir informacion hacia dentro o hacia fuera de un componente).

                Bus de direcciones: Transfiere direcciones de memoria (de una instruccion o de un dato). Es unidireccional (las direcciones siempre se envian de la CPU a memoria). Si el ancho del bus es muy pequeño, las direcciones se transfieren en 2 mitades, primero la mas significativa (izq.) y luego la menos significativa. Si no, el ancho del bus determina el tamaño de memoria que se puede direccionar directamente. (Ej: 16 bits => 2¹⁶ palabras de memoria)

                Bus de control: Permite transferir las microinstrucciones generadas por el secuenciador a los distintos componentes del sistema.

                Registro de direcciones de memoria: Almacena la direccion del dato que vayamos a leer o a escribir en memoria.

                Registro de datos de memoria: Almacena el dato que acaba de leer o escribir.

 

5.- Operacion de la CPU.

                1.- Fase de captacion: Cargar el programa en memoria y poner en el contador de programas la direccion de la 1ª instruccion.

                Lo hace un programa especial: el cargador.

                Durante la fase de captacion el secuenciador tiene que generar una serie de microinstrucciones para que la siguiente instruccion a ejecutar se cargue en el registro de instrucciones.

                RPC, LMA, REA, FET, LIR, IPC.

                2.- Fase de ejecucion: Se decodifica el codigo de operacion y el secuenciador envia las microinstrucciones que correspondan a esa instruccion.