El documento describe los componentes básicos de un microprocesador. Explica que un microprocesador es un circuito integrado que contiene los elementos necesarios para una unidad central de procesamiento (CPU). Se compone de millones de transistores en una placa de silicio y se empaqueta para protegerlo. Incluye puertos de entrada/salida y se conecta a otros componentes como la memoria y periféricos a través de buses de datos e interfaces.

1. Escuela Superior Politécnica del Litoral Facultad: Fiec (Facultad de Ingeniería Eléctrica y Computación) Nombre : Giuseppe Andre Brando O.

2. Microprocesadores El microprocesador es un circuito integrado que contiene algunos o todos los elementos necesarios para conformar una (o más) "unidad central de procesamiento" UCP , también conocido como CPU (por sus siglas en inglés: Central Process Unit). En la actualidad este componente electrónico está compuesto por millones de transistores , integrados en una misma placa de silicio. Se debe distinguir entre el concepto de Procesador, que es un concepto de Hardware, con el concepto de CPU, que es un concepto lógico. Una CPU puede estar soportada por uno o varios microprocesadores, y un microprocesador puede soportar una o varias CPU.

3. Microprocesadores Los microprocesadores generalmente aparecen en los negocios de venta de computadoras empaquetados para proteger el elemento de silicio (el microprocesador en sí) de la interferencia eléctrica y del daño por exposición al medio ambiente. Este empaquetado suele tener forma de paralelogramo o de prisma e incluye superficies o postes conductores para permitir el paso de alimentación eléctrica y de señales eléctricas desde y hacia el microprocesador. Este empaquetado comúnmente se instala sobre un elemento llamado zócalo (en inglés, socket ) que sirve a la vez de anclaje e interfaz de comunicación entre el microprocesador y el resto del ordenador (por ejemplo, comunicando con el chipset ). En algunas arquitecturas el microprocesador puede soldarse directamente a la placa madre ( motherboard ). También existen arquitecturas donde se adoptó el formato de cartucho, sin embargo éste formato es más bien raro en la actualidad, prefiriendo la industria disponer de microprocesadores como módulos independientes conectables (y también desconectables) en un zócalo especial .

4. Microprocesadores En las arquitecturas modernas la disipación de calor es un problema mayor, debido a la alta frecuencia de operación y a la miniaturización extrema de los microprocesadores recientes, y por eso es común que, en ordenadores como los compatibles con la IBM PC , las motherboards dispongan de un zócalo especial para alojar el microprocesador y un sistema de enfriamiento, que comúnmente consiste en un disipador de aluminio o cobre de mayor disipación recomendado para procesadores de más de un núcleo (en inglés. Dual core) con un ventilador adosado (conocido como microcooler). Entre el disipador de aluminio y el micro se encuentra una pasta o (silicona) térmica que ayuda a que las altas temperaturas sean absorbidas por el disipador de aluminio o cobre. Sin esta protección, los microprocesadores podrían sobrecalentarse al punto de estropearse permanentemente. Los microprocesadores actuales, en su gran mayoría, incluyen mecanismos automáticos que miden la temperatura y eventualmente apagan el procesador en caso de detectar sobrecalentamiento (también pueden incluir alarmas sonoras previas). Esto sirve para protegerlo de fallos, como por ejemplo, que el ventilador se averíe o atasque. Equipos modernos también suelen incluir sensores en el microcooler (ventilador) que chequean continuamente su velocidad ( rpm ) y en caso de que esta baje peligrosamente el equipo se apaga automáticamente .

5. Microprocesadores Funcionamiento [editar Desde el punto de vista lógico y funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros ; una Unidad de control , una Unidad aritmético-lógica ; y dependiendo del procesador , puede contener una unidad en coma flotante . El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases: PreFetch, Pre lectura de la instrucción desde la memoria principal, Fetch, envío de la instrucción al decodificador, Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer, Lectura de operandos (si los hay), Ejecución,(Lanzamiento de las Máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento). Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.

6. Microprocesadores Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU , dependiendo de la estructura del procesador , y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj , y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un oscilador, normalmente un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles de MHz .

7. Microprocesadores

8. Microprocesadores Bus de datos [ editar ] El microprocesador lee y escribe datos solamente en la memoria principal.Para realizar estas operaciones en los dispositivos de entrada/salida debe hacerlo por intermedio de los canales (bus). Estas transferencias se realizan a través de un conjunto de conductores que forman el bus de datos. El número de conductores suele ser potencia de 2. Hay buses de 4, 8, 16, 32, 64, ... conductores. Los modelos de la familia x86 , a partir del 80386 , trabajan con bus de datos de 32 bits, y a partir del Pentium Pro con bus de 64 bits. Pero los microprocesadores de las tarjetas gráficas , que tienen un mayor volumen de procesamiento por segundo, se ven obligados a aumentar este tamaño, y así tenemos hoy en día microprocesadores gráficos que trabajan con datos de 128 ó 256 bits. Estos dos tipos de microprocesadores no son comparables, ya que ni su juego de instrucciones ni su tamaño de datos son parecidos y por tanto el rendimiento de ambos no es comparable en el mismo ámbito.

9. Microprocesadores La arquitectura x86 se ha ido ampliando a lo largo del tiempo a través de conjuntos de operaciones especializadas denominadas "extensiones", las cuales han permitido mejoras en el procesamiento de tipos de información específica. Este es el caso de las extensiones MMX y SSE de Intel , y sus contrapartes, las extensiones 3DNow! de AMD . A partir de 2003, el procesamiento de 64 bits fue incorporado en los procesadores de arquitectura x86 a través de la extensión AMD64 y posteriormente con la extensión EM64T en los procesadores [AMD] e [Intel] respectivamente.Depende del bus de datos el tamaño maximo de la memoria RAM

10. Microprocesadores Puertos de entrada y salida [ editar ] El microprocesador tiene puertos de entrada/salida en el mismo circuito integrado. El chipset es un conjunto de circuitos integrados que se encarga de realizar las funciones de transmisión de la información entre el microprocesador, la memoria, el sistema gráfico y demás periféricos. El conjunto de circuitos integrados auxiliares necesarios por un sistema para realizar una tarea suele ser conocido como chipset, cuya traducción literal del inglés significa conjunto de circuitos integrados. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar; sin embargo, el término chipset se suele emplear en la actualidad cuando se habla sobre las placas base de los IBM PCs.