1. Diseño digital para microprocesadores
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2. Diseño digital para microprocesadores
MEMORIA CPU
Memoria principal y cache
Registros
R/W
Control
Unidades de
almacenamiento
ALU
Reloj
Un microprocesador/microcomputador es un CPU
(Unidad Central de Procesamiento) más Memoria
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3. Diseño digital para microprocesadores
Entradas de control Entradas de camino de datos
Señales de control
Unidad Camino
de Control de Datos
Señales de estado
Salidas de control Salidas de caminos de datos
Modelo de CPU (Unidad Central de Procesamiento).
Diseño en Alto Nivel
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4. Diseño digital para microprocesadores
Entradas de control Entradas de datos
Señales de control Selector
D
D Registro Banco R Memoria
D
Lógica de ALU */ ÷
estado Registro Lógica de
siguiente de estado salida
Señales de estado Registro
Unidad de control Unidad de datos
Salidas de control Salidas de datos
Modelo. Diagrama de bloques RTL.
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5. Diseño digital para microprocesadores
•Lógicas:
N
•Set/reset R ← 0, R ← 1 Selección de
operación
status
•Complemento R ← R clk Registro R Combinac.
•NO-OP R← R
N
•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
Operaciones principales.
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6. Diseño digital para microprocesadores
clk Registro R Unidad Unidad Despla-
Lógica Aritmética zador
MUX Selección
Podemos hacer secuenciamiento de instrucciones, pero limitado !!!
Operaciones principales de la ALU con un Registro.
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7. Diseño digital para microprocesadores
clk R1 R2 clk
ALU Selección
Aumenta la capacidad con más registros !!
Operaciones principales de la ALU con varios Registros.
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8. Diseño digital para microprocesadores
Load/Hold Load/Hold
clk R1 R2 clk
ALU
Selección
Cout OV
Desplazador Selección
Operaciones principales de la ALU y Desplazador con varios Registros.
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9. Diseño digital para microprocesadores
Entradas del exterior
MUX Selección
Load/Hold Load/Hold
clk R1 R2 clk
ALU
Selección
Cout OV
Desplazador Selección
Operaciones con ALU, Desplazador y Registros: Fuente-Función-Destino SFD
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10. Diseño digital para microprocesadores
MUX Selección
ALU
Selección
ROM
Cout OV Contador
Desplazador Selección
Load/Hold clk
Registros clk
Como diseño el control ? 1) Maquina de estados o 2) Microprogramado
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11. 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
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12. Diseño digital para microprocesadores
MUX Selección
ALU
Selección
ROM Secue-
Cout OV nciador
Desplazador Selección
Load/Hold Load/Hold
clk
Registros Registros
clk
Conectamos y aumentamos registros !
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13. Diseño digital para microprocesadores
De memoria externa Load/Hold
(DRAM)
Registros
Direcc. Load/Hold
Registros MUX Selección
Cache
ALU
SRAM Selección
Cout OV
Desplazador Selección
A memoria externa Registros Registros
(DRAM) Load/Hold clk Load/Hold
Completamos con aumento de memoria !!!.
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