2. CIRCUITO INTEGRADO QUE INTERPRETA Y EJECUTA
OPERACIONES
SE DIVIDE EN DOS UNIDADES FUNCIONALES:
UNIDAD DE PROCESO. EJECUTA LAS INSTRUCCIONES
SIGUIENDO UNA SECUENCIA DE PASOS
UNIDAD DE CONTROL. LAS INTERPRETA Y GENERA
SEÑALES ELECTRICAS PARA CONTROLAR DICHA
SECUENCIA
A ESTE CONJUNTO SE LE DENOMINA CPU, CENTRAL
PROCESSING UNIT, UNIDAD DE PROCESO CENTRAL
EL MICROPROCESADOR

3. EL MICROPROCESADOR
MICROPROCESADOR AÑO FRECUENCIA MICRAS TRANSISTORES MIPS
4004 1971 0,75 MHz 12 2.300 >0.1
8080 1974 1 MHz 5 6.000 >0.1
8080 – 8086 1979 4,77 – 8 MHz 1,5 29.000
0,2
0,33
80286 1982 12 MHz 1,5 134.000 1,2
80386 1985 16 MHz 1,5 275.000 5
80486 1989 25 MHz 1,2 1.200.000 20
PENTIUM 1993 75 MHz 0,8 - 0,35 3.100.000 >100
PENTIUM PRO 1995 133 MHz 0,6 – 0.35 5.500.000
>200
PENTIUM II 1997 233 MHz 0,33 7.500.00
PENTIUM III 1999 450 - 550 MHz 0,25 13.000.000
MECED (ITANIUM) 2000 800 MHz 0,18 25.000.000
PENTIUM 4 2001 1,2 -2,8 GHz 0,18-0,13 42.000.000
EVOLUCION DE LOS MICROPROCESADORES

4. 1ª Aparición de la válvula de vacío. Años 40
GENERACIONES DE COMPUTADORES
2ª Aparición del transistor. Años 50
3ª Aparición del circuito integrado. Años 60
4ª Aparición del microprocesador. Años 70
5ª Distanciamiento entre la frecuencia del micro y
y la placa base
6ª Montaje de múltiples CPUs en la placa base

5. MAGNITUDES DE UN MICROPROCESADOR
TIEMPO DE LA CPUTIEMPO DE LA CPU: Tiempo invertido en la ejecución de un programa:
Tcpu = NI x CPI x T Tcpu =
NI x CPI
F
NI Número de instrucciones máquina en que se transforma el programa
CPI Número medio de ciclos de reloj que se necesitan para ejecutar cada
instrucción
T o F Tiempo de ciclo de reloj o frecuencia
MIPS Y FLOPSMIPS Y FLOPS: Medida estándar del rendimiento de computadoras
MIP =
NI
Tcpu
10 - 6 =
F
CPI
10 - 6 Millones de instrucciones por segundo
MFLOPS: Millones de operaciones en punto flotante por segundo
BENCHMARDKSBENCHMARDKS: Programas de evaluación

6. EL MICROPROCESADOR
LEY DE AMDAHL: Establece que la mejora obtenida en el rendimiento
de un sistema debido a la alteración de uno de sus componentes está
limitada por la fracción de tiempo que se utiliza dicho componente.
A =
1
(1 - Fm) + Fm
Am
A es la ganancia en velocidad obtenida gracias a la mejora
Am es el factor de mejora introducido en el subsistema
Fm es la fracción de tiempo que el sistema utiliza el subsistema

7. TECNOLOGIA DE INTEGRACION: Representa la mínima
resolución de la litografía a integrar. Consiste en la superposición de
capas de millones de transistores de silicio interconectados mediante
aluminio. La tecnología mas utilizada es la CMOS.
El parámetro clave es la distancia de integración, es decir la anchura
del canal de silicio, o a veces la anchura de la pista de conexión.
Esta tecnología influye en muchos factores del diseño del micro:
EL MICROPROCESADOR
1. Número de transistores,
complejidad y coste
2. Voltaje de alimentación, consumo
y temperatura
3. Espacio físico, se pretende que sea
lo mas reducido

8. PARALELISMO A NIVEL DE INSTRUCCIÓN: Consiste en simultanear
la ejecución de varias instrucciones:
EL MICROPROCESADOR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
SEGMENTACIÓN (PEPELINING): División de la instrucción en varias
etapas, estas fluyen secuencialmente por las distintas unidades
funcionales del microprocesador.

9. PARALELISMO A NIVEL DE INSTRUCCIÓN: Consiste en simultanear
la ejecución de varias instrucciones:
EL MICROPROCESADOR
SUPERESCALARIDAD: Replica de algunas unidades funcionales para
poder ejecutar varias instrucciones simultáneamente.
BI DI LO EJ WR BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR BI DI LO EJ WR

10. PARALELISMO A NIVEL DE INSTRUCCIÓN: Consiste en simultanear
la ejecución de varias instrucciones:
EL MICROPROCESADOR
SUPERSEGMENTACIÓN: La segmentacion y la superescalaridad son
compatibles y dan origen a la supersegmentación
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR
BI DI LO EJ WR

11. EL MICROPROCESADOR
COMPARATIVA ENTRE
TECNOLOGIA RISC Y CISC
RISC CISC
HARDWARE
Tiempo de desarrollo Bajo Alto
Unidad de control Cableada Microprogramable
Banco de registros Extenso > 256 Reducido 16 a 32
Espacio de integración Reducido Grande
SOFTWARE
Tiempo de desarrollo Alto Bajo
Compilador Complejo Sencillo
Programa objeto Muy largo Compacto
DISEÑO
Formato de las instrucciones Fijo Variable
Conjunto de instrucciones Pequeño < 128 Grande 200 a 500
Modos de direccionamiento Pocos y simples Muchos y complejos
Características de las
instrucciones
Sencillas y rápidas
( 1 ciclo )
Potentes y lentas
( 4 a 20 ciclos )
Ejemplos comerciales
PowertPC
R10000
80 x 86
68000