Sistemas de Memoria

SISTEMAS MICROPROCESADOS

Jorge [email protected]

SISTEMA DE EVALUACIÓN

I Bimestre II Bimestre• Prueba I = 30% Prueba I = 35%• Prueba II = 30% Prueba II = 40% • Prueba III = 30% Deberes : 10%• Proyecto I = 10% Proyecto : 15%

Bibliografía •Programming and Customizing the AVR Microcontroller. McGraw Hill Dhananjay V. Grade (2001).

•Apuntes de la materia Microprocesadores I, Instituto Tecnológico del Mar, Mazatlán Autor: Domínguez Arrellano Rufino J.

Manuales:1. Atmel, 8 bit AVR, Instruction Set2. Atmel, 8 bit AVR, Microcontroller with 16K Bytes In-

System Programmable Flash.

Objetivos • Entender el funcionamiento de sistemas microprocesados

• Entender la arquitectura de un sistema mircroprocesado

• Entender el Mircroprocesado AVR studio

• Realizar programas en Asembler y Matlab para el microprocesador AVR

Capítulo I : IntroducciónContenido

• Arquitectura básica de un sistema microprocesado.• Descripción de los bloques funcionales de un computador.• Estructura interna de un microprocesador.• Arquitectura de un microprocesador típico.• Diferencias entre las arquitecturas CISC y RISC.• Resolución de un problema con un microcontrolador.

Arquitectura Básica de un sistema Microprocesado

• Un sistema microprocesado es igual a un microprocesador ?

• Un MICROPROCESADOR es un circuito integrado digital que puede programarse con una serie de instrucciones, para realizar funciones específicas con los datos

•Cuando un microprocesador se conecta a un dispositivo de memoria y se provee de dispositivos de entrada salida, pasa a ser un sistema microprocesado.

Arquitectura Básica de un sistema Microprocesado

• La mayoría de computadoras utiliza la Arquitectura de von Neumann (Programa almacenado en memoria).

• Ejecución de programas. Programa Localizado en memoria

Instrucciones• CPU Ejecutar instrucciones Ciclo de instrucciones

http://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_de_von_Neumann

http://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_de_von_Neumann

Ciclo de instrucción de Von Neumann

1.- Fetch: Recuperar o extraer la información (Instrucciones) desde memoria y llevarla al microprocesador.

2.- Decode: Decodificación de las instrucciones.

3.- Execute: Ejecución de las instrucciones.

Sistema microprocesado:

Todas Las funciones del sistema serán controladas por el microprocesador UP.Un sistema microprocesado debe estar formado al menos por un microprocesador UP.La funcionalidad de un microprocesador depende de las instrucciones del programa y de la interacción con el medio externo a través de las entradas y salidas del sistema microprocesado.

Arquitectura básica de un sistema Microprocesado a nivel de bloques funcionales

Descripción de bloques funcionales

Bus de direcciones: Es un bus de un solo sentido (Líneas unidireccionales) a través del cual el microprocesador envía un código de dirección a una memoria o dispositivo externo.

La capacidad máxima de acceso a memoria del uP = número lineas

Ejemplo:

16 líneas =65.536 posiciones = 64K 32 líneas = 232=4.294.467.296 = 4 Gigas (Pentium)

Zn = 2n ; donde n = número de líneas


Bus de datos: Es un bus de dos sentidos es decir líneas bidireccionales (entrada/salida) empleadas para el envío y recepción de datos entre el uP y los demás elementos del sistema.

Tamaño de palabra = # bits que procesa la CPU = # líneas que tiene el bus

Potencia del uP A mayor tamaño del bus mayor cantidad de información puede ser envíada y recibida a la vez.


Bus de control: La funcionalidad de este bus es controlar y coordinar las acciones de los elementos del sistema. Formado por líneas unidireccionales que entran en la CPU y otras que salen de ella.

Señales de lectura/escritura

Ciclos de espera Interrupciones

Descripción de bloques funcionalesSistema de Entrada/Salida I/O: Conjunto de circuitos electrónicos que permiten el flujo de información entre las distintas unidades del sistema con el medio externo por medio de periféricos.Periféricos: Dispositivos encargados de la comunicación entre el sistema y el usuario y del almacenamiento de información.


Unidad de memoria:

Dispositivo que almacena las instrucciones de los programas , los datos y resultados temporales que se van procesando.

Tipos de memoria:

a) Memorias de solo lectura

b) Memorias de sobre todo lectura

c) Memorias de Lectura/Escritura


Unidad de memoria:

a) Memorias de solo lectura:• ROM (Read Only Memory): Empleada principalmente en

microprogramación de sistemas. • PROM (Programmable Read Only Memory): El proceso

de escritura es electrónico. Se puede grabar posteriormente a la fabricación del chip, a diferencia de las anteriores que se graba durante la fabricación. Permite una única grabación y es más cara que la ROM.


b) Memorias de sobre todo lecura:• EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory):

Se puede escribir varias veces de forma eléctrica, sin embargo, el borrado de los contenidos es completo y a través de la exposición a rayos ultravioletas (de esto que suelen tener una pequeña ‘ventanita’ en el chip).

• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): Se puede borrar selectivamente byte a byte con corriente eléctrica. Es más cara que la EPROM.

• Memoria Flash: Está basada en las memorias EEPROM pero permite el borrado bloque a bloque y es más barata y densa,.


Unidad de memoria: c) Memorias de Lectura/Escritura:

• DRAM(Dynamic Random Access Memory): Los datos se almacenan como en la carga de un condensador. Tiende a descargarse y, por lo tanto, es necesario un proceso de refresco periódico. Son más simples y baratas que las SRAM.

• SRAM (Static Random Access Memory): Los datos se almacenan formando biestables, por lo que no requiere refresco. Igual que DRAM es volátil. Son más rápidas que las DRAM y más caras.


Sistemas de memoria:La memoria también puede ser clasificada como:

• No Volatil Aquella memoria que al apagarla no pierde la información almacenada.

Ejemplo: ROM

• Volatil Memoria que pierde la información al interrumpirse el flujo eléctrico.

Ejemplo: RAM


Sistemas de Memoria

Líneas de Dirección (Bus de Dirección): Se encargan de direccionar la información dentro de una memoria Dirección : Es la posición de Identificación de una palabra en memoriaLongitud/Tamaño de la Palabra: Cantidad de Bits que puede almacenar cada posición.

Sistemas de Memoria

Organización de la Memoria: Está determinada por el número de palabras que es capaz de almacenar la memoria (m) y el tamaño de cada palabra (n).

Formato = mxn

• Ejemplos : 4kx4 64kx8 16kx16

Sistemas de Memoria

Capacidad: Está determinada por la multiplicación entre la longitud de la palabra y el numero de posiciones

Cual será la capacidad de memoria para los siguientes ejemplos

• Ejemplos : 4kx4 64kx8 16kx16

Sistemas de Memoria ROM XX:

Cual será la capacidad de la memoria 2764 ?

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