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)