Diseño digital para microprocesadores Un
microprocesador/microcomputador es un CPU (Unidad Central de
Procesamiento) más Memoria Unidades de almacenamiento
Memoria principal y cache Registros Control ALU MEMORIA C P U R /
W Reloj
Diseño digital para microprocesadores Unidad de Control
Camino de Datos Entradas de control Entradas de camino de datos
Señales de control Señales de estado Salidas de
control Salidas de caminos de datos Modelo de CPU (Unidad Central
de Procesamiento). Diseño en Alto Nivel
Diseño digital para microprocesadores Lógica de
estado siguiente Entradas de control Modelo. Diagrama de bloques
RTL. Registro de estado D D D Lógica de salida Unidad de
control Selector Registro Registro Banco R Memoria ALU * / ?
Entradas de datos Salidas de control Salidas de datos Unidad de
datos Señales de estado Señales de control
Diseño digital para microprocesadores Operaciones
principales. Lógicas: Set/reset R ? 0, R ? 1 Complemento R
? R NO-OP R ? R Aritméticas Inc/Dec R ? R plus 1, R ? R
minus 1 Complem 2 R ? R plus 1 Desplazamiento Iz/Der R(i) ?
R(i-1) / R (i) ? R(i+1) , i=1….N-2 Circular R(0) ? R(N-1) Shift
left … Idem a la derecha bit-bit R(N-1) ? R(0) Shit right
…Idem a la izquierda Registro R Combinac. clk status N N
Selección de operación
Diseño digital para microprocesadores Operaciones
principales de la ALU con un Registro. Registro R clk Unidad
Lógica Unidad Aritmética Despla-zador
Selección M U X Podemos hacer secuenciamiento de
instrucciones, pero limitado !!!
Diseño digital para microprocesadores Operaciones
principales de la ALU con varios Registros. R1 clk
Selección A L U Aumenta la capacidad con más
registros !! R2 clk
Diseño digital para microprocesadores Operaciones
principales de la ALU y Desplazador con varios Registros. R1 clk
Selección A L U R2 clk Desplazador Cout OV Load/Hold
Load/Hold Selección
Diseño digital para microprocesadores Operaciones con ALU,
Desplazador y Registros: Fuente-Función-Destino SFD R1 clk
Selección A L U R2 clk Desplazador Cout OV Load/Hold
Load/Hold Selección M U X Selección Entradas del
exterior
Diseño digital para microprocesadores Como diseño
el control ? 1) Maquina de estados o 2) Microprogramado
Selección A L U Registros clk Desplazador Cout OV
Load/Hold Selección M U X Selección ROM Contador
clk
Diseño digital para microprocesadores Esto ya es un CPU !
CPU: Sistema síncrono con lógica combinacional y un
controlador que proporciona FUENTE y DESTINO de datos. SFD:
Source, Functions and Destination. También llamadas
MICROINSTRUCCIONES. Conjunto de microinstrucciones ( 0s y 1s)
-> Lenguaje de Máquina o Instrucción o Lenguaje
ensamblador
Diseño digital para microprocesadores Conectamos y
aumentamos registros ! Selección A L U Registros clk
Desplazador Cout OV Load/Hold Selección M U X
Selección ROM Secue- nciador clk Registros Load/Hold
Diseño digital para microprocesadores Completamos con
aumento de memoria !!!. Selección Cache SRAM Direcc.
Selección A L U Registros clk Desplazador Cout OV
Load/Hold Selección M U X Registros Load/Hold Registros
Load/Hold De memoria externa (DRAM) Registros Load/Hold A memoria
externa (DRAM)