El microprocesador no es más que un circuito lógico complejo. Està basado en la misma lógica matemática que ya conocen.

1. MICROPROCESADORES

2. ¿QUÉ ES UN
MICROPROCESADOR?
• Es el elemento de control (el más importante) en una
computadora o sistema electrónico avanzado (PDAs,
celulares, dispositivos móviles, etc)

3. ¿QUÉ ES UN
MICROPROCESADOR?
• Los microprocesadores no son inteligentes

4. ¿QUÉ ES UN
MICROPROCESADOR?
• El microprocesador no es más que un circuito lógico
complejo.
• Esta basado en la misma lógica matemática que ya conocen.
p q p V q
f f f
f v v
v f v
v v v

5. ¿QUÉ ES UN
MICROPROCESADOR?
• Compuertas Lógicas

6. EJERCICIO

7. EJERCICIO

8. ¿QUÉ ES UN
MICROPROCESADOR?
• Los valores lógicos son representados con cero (falso) y uno
(verdadero). Estos a su vez, son representados con niveles de
voltaje (a veces de carga eléctrica)
• Comúnmente el uno es representado con un voltaje positivo
y cero con la referencia de voltaje (tierra).
• 1 = 5v 0= GND

9. ¿SÓLO CEROS Y UNOS?
• Es por esta representación de cero (falso) y uno (verdadero)
que los microprocesadores utilizan solamente el sistema
numérico base dos (binario)
• Parece una gran limitante solo poder representar dos
valores, sin embargo es posible representar cualquier tipo de
dato con cualquier base numérica y el binario no es la
excepción.
• 1011100111011011

10. ¿SÓLO CEROS Y UNOS?
• No importa el tipo de datos existen formas de representarlo
en binario
• Muchas de estas formas son estándares como por ejemplo el
código ASCII para representar caracteres y los estándares
IEEE para números de punto flotante.
• A = 1000001

11. CÓDIGO ASCII
ASCII Símbolo ASCII Símbolo ASCII Símbolo ASCII Símbolo
64 @ 80 P 96 ` 112 p
65 A 81 Q 97 a 113 q
66 B 82 R 98 b 114 r
67 C 83 S 99 c 115 s
68 D 84 T 100 d 116 t
69 E 85 U 101 e 117 u
70 F 86 V 102 f 118 v
71 G 87 W 103 g 119 w
72 H 88 X 104 h 120 x
73 I 89 Y 105 i 121 y
74 J 90 Z 106 j 122 z
75 K 91 [ 107 k 123 {
76 L 92 108 l 124 |
77 M 93 ] 109 m 125 }
78 N 94 ^ 110 n 126 ~
79 O 95 _ 111 o 127

12. EJERCICIO
• Escribe tu nombre en binario con los códigos ASCII
correspondientes.

13. ¿SÓLO CEROS Y UNOS?
• Las instrucciones que queremos que un microprocesador ejecute
también están en binario. Estas se conocen como lenguaje
máquina.
• Los compiladores e interpretes convierten las instrucciones de
lenguajes de alto nivel (como c++ y Java) a binario para poder ser
ejecutadas.
A=10
If (a>10)
{
….
}

14. INSTRUCCIONES
• ¿Qué tipo de instrucciones puede ejecutar un
microprocesador?
• Las instrucciones de un microprocesador pueden ser
típicamente:
• Operaciones lógicas como AND y OR
• Operaciones aritméticas como sumar, restar, multiplicar y
dividir.

15. INSTRUCCIONES
• Guardar y leer variables o constantes en memoria Realizar
“saltos” a otras partes del programa si una condición se
cumple (muy importante ya que permite tomar “decisiones”)
AND AX,BX
BRA LOOP

16. ¿CÓMO FUNCIONA UN
MICROPROCESADOR?
• En la ejecución de las instrucciones, el microprocesador hace
las mismas cosas constantemente.
1. Una instrucción es leída de memoria
2. El microprocesador descubre que debe hacer (codifica)
3. La instrucción es ejecutada
• La ejecución de la instrucción (paso 3) puede requerir de
más de un sub-paso.

17. ¿CÓMO FUNCIONA UN
MICROPROCESADOR?
• Podemos ver
entonces que el
procesador
realiza varias
sub-tareas para
ejecutar una
instrucción.
• El orden en que
se realizan estas
sub-tareas es
definido por un
circuito lógico de
control interno.

18. ¿CÓMO FUNCIONA UN
MICROPROCESADOR?
• Nos damos cuenta ahora que las tareas que realiza un
microprocesador son muy simples.
• Su gran utilidad es que las realiza en un tiempo muy corto
(nano segundos) y por lo tanto puede realizar una gran
cantidad de trabajo en un tiempo muy corto.

19. EVOLUCIÓN DEL
MICROPROCESADOR
• Los microprocesadores son una parte fundamental de
nuestra tecnología actual.
• Sin ellos no hubiera sido posible el desarrollo de la
computadora personal, el teléfono celular y el reproductor
mp3 (entre muchos otros)

20. EVOLUCIÓN DEL
MICROPROCESADOR
• El factor principal que empujo el desarrollo de los
microprocesadores fue la necesidad de tener un dispositivo
de control de propósito general.
• Los circuitos integrados que se diseñaban eran de propósito
específico y debido a los grandes tiempos de diseño e
implementación y a la baja producción eran muy costosos.

21. INICIOS
• Una aplicación muy rentable y de gran demanda en esos
tiempos (principios de los 70s) eran las calculadoras de
bolsillo.
• Esto motivo a Texas Instruments a desarrollar el primer
microprocesador, el TMS 1000 en Septiembre 17 de 1971.

22. TMS 1000
• El TMS 1000 era un
microprocesador de
4 bits que fue
utilizado en una
gama de
calculadoras de Texas
Instruments.
• Texas Instruments
aplico a una patente
para el
microprocesador y le
fue otorgada en
1973.

23. BUSICOM
• Casi al mismo tiempo, Busicom, una empresa Japonesa de
calculadoras contrató a una pequeña empresa para que le
desarrollara un microprocesador para su línea de
calculadoras.

24. INTEL
• Esta empresa era nada menos que Intel que había sido
recientemente fundada por Robert Noyce y Gordon Moore.

25. INTEL
• Robert Noyce co-descubrió el circuito integrado.

26. INTEL
• Gordon Moore es más conocido por una observación y
predicción que él realizó llamada ahora Moore’s Law. Esta
indica que el número de transistores en un microprocesador
se duplica cada año.

28. INTEL 4004
• Intel realizó el proyecto para Busicom y desarrollo el 4004 en
Noviembre 15, 1971.
• El 4004 era un microprocesador de 4 bits con apenas 2,250
transistores.

29. DE 4 A 8 BITS, INTEL 8008
• Intel reaccionó rápidamente ante el éxito del 4004 y debido a que se
reservó los derechos intelectuales, logró desarrollar el primer
microprocesador de 8 bits, de Intel 8008.
• El diseño de Intel era simple y contaba únicamente con 2,500
transistores. Operaba a una frecuencia de 500 kHz.

30. 8080
• A pesar del éxito del 4004 y 8008 estos no eran realmente
microprocesadores de propósito general.
• Intel se propuso desarrollar un microprocesador de 8 bits
que pudiera utilizarse para cualquier aplicación y en 1974
desarrollo el 8080.

31. 8080 Y LA ALTAIR
• El 8080 fue extremadamente popular y fue uno de los
microporcesadores de elección en las primeras computadoras
personales como la Altari 8800. tenia aprox. 5000 transistores y
operaba a 2MHz.

32. EL SOFTWARE SE
DESARROLLA TAMBIÉN
• La Altair 8800 fue la
computadora que inspiró a
dos jóvenes a fundar una
empresa de software, ahora
muy conocida.
• Paul Allen vio la Altair 8800
anunciada en una revista en
1975 y convenció a Bill Gates a
meterse al negocio de la
tecnología.

33. COMPETENCIA
• La popularidad de los microprocesadores de
Intel y el interés por las primeras computadoras
personales hizo que la competencia se tornara
mayor.
• AMD
• Motorola
• Zilog

34. MOTOROLA
• Motorola desarrollo en 1974 el 6800, competencia directa
del 8080. Este procesador es el inicio de una familia de
procesadores muy populares, entre sus descendientes están
6809, el 68HCII y 68HC08.

35. MOTOROLA 6809
• El 6809 fue muy utilizado en computadoras
como la TRS-80 y juegos como Defender y
Robotron.

36. AMD
• AMD desarrolló en 1975 el AM9080 un clón del 8080
realizado por medio de ingeniería inversa. Con esto
comenzaría una relación amor/odio entre AMD e Intel que
dura hasta la actualidad.

37. MOS TECHNOLOGY
• MOS Technology desarrolló en 1975 el 6502, un procesador
basado en el 6800. Este procesador fue muy popular dado
que fue el primer microprocesador “barato”. Se lanzó a $25
cuando el 8080 y 68000 costaban $179

38. • Este bajo costo motivo a otros dos jóvenes a iniciar un negocio de
computadoras en 1976.

39. • Comenzaron en su garaje a armar
computadoras .

40. MOS 6502
• El 6502 también fue usado en las computadoras
Commodore y consolas Atari y NES entre otras

41. ZILOG
• Desarrolló en 1976 el z-80. era un procesador más rápido,
más avanzado y más barato que el 8080. fue muy popular, al
igual que el 6502

42. ZILOG
• Fue fundada en 1974 por Federico Faggin, quien era el
principal diseñador de Intel. Quien renuncio de Intel después
del lanzamiento del 8080

43. ZILOG Z-80
• Este fue utilizado en varias computadoras con la Sinclair la
Commodore 128, así como en periféricos como impresoras,
juegos como Pac-Man y Galaga y calculadoras como la TI-86

44. DE 8 A 16 BITS
• El siguiente gran paso en el desarrollo de los
microprocesadores fue el salto de 8 a 16 bits.
• A finales de los 70s IBM, que era la empresa líder de
computadoras comerciales, quería ingresar al mercado de las
computadoras personales.
• Aparentemente, IBM habló con Intel y Motorola para que le
presentaran un procesador funcional de 16 bits

45. IBM-INTEL
• Intel respondió antes en 1978 lanzó al mercado el 8086 que
dará inicio a la familia x86.
• IBM escogió el 8086 sobre el producto (68000) de Motorola
para el IBM-PC.

46. IBM-PC
• La IBM-PC utilizaba una versión más barata del 8086 con bus
de datos de 8 bits, el 8088

47. INTEL 8086
• El 8086 tenía aproximadamente 29,000 transistores y utilizaba un
reloj de 4.77 MHz

48. INTEL-AMD?
• Interesantemente, IBM requería (por razones estratégicas) al
menos dos proveedores por cada componente que utilizaba.
• Así, Intel firmó un contrato con AMD para que este produjera
(bajo licencia) procesadores 8086 y 8088.
• Esta buena relación de negocios entre Intel y AMD continuó
hasta 1986 cuando Intel canceló el contrato.

49. MOTOROLA 68000
• Fue utilizado en la famosa Macintosh y en la Commodore
Amiga, entre otras. También se uso en juegos como Out Run,
consolas como la Neo Geo, impresoras laser, PDAs como la
Palm Piloy y calculadoras como la TI-89 y la Voyage 200.

50. MOTOROLA 68000
• El 68000 tenía alrededor de 70,000 transistores (aunque
Motorola prefería indicar que tenía cerca de 68,000 por su
nombre) y un reloj de entre 4 a 8 MHz

51. DEL 16 AL 32 BITS
• El próximo paso en el desarrollo de los microprocesadores
fue el salto de 16 a 32 bits.
• Intel lanzó en 1985 el 80386, este procesador es muy
importante ya que sus instrucciones de 32 bits son aún las
más utilizadas en computadoras personales.
• Todas las aplicaciones de 32 bits actuales para
computadoras personales las utilizan.

52. INTEL 386
• El 80386 tenia aproximadamente 275,000 transistors y
utilizaba un reloj de entre 12 y 40 MHz.

53. MOTOROLA 68020
• Por su parte, Motorola ya habia introducido un procesador de 32 bits,
el 68020, en 1984. este fue utilizado en la Macintosh II y Macintosh LC
así como en varias estaciones de trabajo Unix.

54. MOTOROLA 68020
• El 68020 tenia aproximadamente 190,000 transistors y utilizaba
un reloj de entre 12 y 33 MHz.

55. RISC
• Durante este tiempo comienza a surgir un movimiento en el
diseño de microprocesadores, buscando diseños más
simples, este era el movimiento RISC (del inglés Reduced
Instruction Set Computer, en español Computador con
Conjunto de Instrucciones Reducidas).
• Paralelamente. David Patterson (en Berkeley) trabajó en el
proyecto RISC y John Hennessy (en Stanford) en el proyecto
MIPS.

56. RISC – POWERPC
• Las principales arquitecturas RISC han sido: MIPS, Sun
SPARC, ARM, IBM RS6000, HP Precision, DEC Alpha, Intel i860
y el Motorola 88000.
• Los procesadores RISC han sido populare en servidores y
aplicaciones embebidas (PDAs, celulares, etc) pero no han
tenido una participación grande en las computadoras
personales. Prácticamente la arquitectura PowerPC fue la
única, siendo utilizada por Apple hasta hace poco.

57. MIPS/ARM
• De todos los procesadores RISC, posiblemente los más
utilizados han sido los MIPS y ARM. Entre las aplicaciones
más conocidas de los MIPS están: Routers Cisco, Nintendo
64, PlayStation I y 2, PSP. Los procesadores ARM se utilizan
principalmente en teléfonos celulares y PDAs.

58. I486
• En respuesta a estos nuevos procesadores RISC. Intel lanzó
en 1989 el 80486, llamado comercialmente i486 para poder
registrar el nombre y que este no fuera plagiado.

59. HISTORIA DEL
MICROPROCESADOR
• El 80486 tenía aproximadamente 1,180,000 transistores y
operaba a una frecuencia de entre 16 y 100 MHz. El i486
implementaba muchas de las mejoras de los procesadores
RISC, como el caching, pipelining y unidad de punto
flotante.

60. AMD/CYRIX
• La creciente competencia de AMD y Cyrix hizo que Intel
intentara separarse de ellos con un diseño más avanzado y
con mayor desempeño.
• Adicionalmente, Intel comenzó a invertir grandes cantidades
en publicidad y a construir marcas.

61. PENTIUM
• Así, Intel lanzó en 1993 la quinta generación de
procesadores x86. este fue el Pentium, marca que apoyó
fuertemente en mercadeo.

62. PENTIUM
• El Pentium tenía más de 3 millones de transistores y operaba
a una frecuencia entre 60 y 300 MHz. A base de desempeño
superior y publicidad para que el consumidor reconociera la
marca. Intel logró poner en aprietos a su competencia que
sólo podía competir en precio.

63. ATHLON
• Intel casi elimina su competencia, hasta que AMD, su viejo
rival, comenzó a actuar más inteligentemente compitiendo
en base a desempeño y construyendo sus propias marcas.
• AMD lanzó en 1999 el Athlon, una familia de procesadores
muy populares que por momento tenían rendimiento
superior a los procesadores de Intel.

64. PENTIUM 4
• Por su parte Intel no lograba competir como antes en
desempeño y piensa que una alternativa es confundir al
consumidor. Diseña un procesador cuyo objetivo es utilizar
la más alta frecuencia de operaciones posible. Así a finales
del 2000, Intel lanza el Pentium 4 al mercado.

65. DE 32 A 64 BITS
• En 2003 AMD paso de ser un seguidor de los estándares de
Intel a innovar con la creación de las instrucciones de 64 bits
para los procesadores compatibles con Intel x86.
Interesantemente Intel adoptó estas también después. Así
surgen los procesadores de 64 bits en las computadoras
personales.

66. DUAL CORE
• En el 2005 AMD continuo innovando con el desarrollo de los
primeros procesadores x86 de doble núcleo (dual core)

67. CORE 2
• A raíz de estos tiempos difíciles en los cuales no tenía
realmente ninguna ventaja competitiva, Intel reaccionó en el
2006 lanzó al mercado la arquitectura y marca Core 2
alejándose de la marca ya desprestigiada Pentium, La
arquitectura Core 2 está basada en la arquitectura Pentium M
(similar a la Pentium III)

68. CORE 2
• Los procesadores Core 2 tienen un desempeño
significativamente superior a lo AMD. AMD aún no ha
logrado reaccionar con un nuevo diseño y ha tenido que
competir con precio

69. MULTIPLE CORE
• Debido a las dificultades para continuar el mismo ritmo de
miniaturización en la fabricación de los circuitos integrados,
se ha vuelto deseable tener múltiples núcleos (cores) para
mejorar el desempeño.

70. CORE 2 QUAD
• En la actualidad. Un core 2 Quad tiene mas de 580 millones
de transistores.

71. LARGO CAMINO
• Como se podrán dar cuenta, hemos avanzado mucho en los
mas de cuarenta años de la historia del microprocesador.
• Por ejemplo el i7 tiene mas de un billón de transistores.