Dise

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Diseño digital para microprocesadores
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Diseño digital para microprocesadores
MEMORIA
C P U
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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Diseño digital para microprocesadores
Entradas de control
Entradas de camino de datos
Señales de control
Unidad de Control
Camino 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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Diseño digital para microprocesadores
Entradas de control
Entradas de datos
Lógica de estado siguiente
Registro de estado
Lógica de salida
Selector
Señales de control
D
Registro
Banco R
Memoria
D
D
ALU
/ ?
Registro
Señales de estado
Unidad de control
Unidad de datos
Salidas de control
Salidas de datos
Modelo. Diagrama de bloques RTL.
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Diseño digital para microprocesadores

• Lógicas
• Set/reset R ? 0, R ? 1
• Complemento R ? R
• NO-OP R ? R
• 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(i1) ,
  i1....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

N
Selección de operación
status
Registro R
Combinac.
clk
N
Operaciones principales.
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Diseño digital para microprocesadores
Registro R
clk
Unidad Lógica
Unidad Aritmética
Despla-zador
Selección
M U X
Podemos hacer secuenciamiento de instrucciones,
pero limitado !!!
Operaciones principales de la ALU con un Registro.
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Diseño digital para microprocesadores
R1
clk
R2
clk
Selección
A L U
Aumenta la capacidad con más registros !!
Operaciones principales de la ALU con varios
Registros.
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Diseño digital para microprocesadores
Load/Hold
Load/Hold
R1
clk
R2
clk
A L U
Selección
Cout OV
Selección
Desplazador
Operaciones principales de la ALU y Desplazador
con varios Registros.
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Diseño digital para microprocesadores
Entradas del exterior
M U X
Selección
Load/Hold
Load/Hold
R1
clk
R2
clk
A L U
Selección
Cout OV
Selección
Desplazador
Operaciones con ALU, Desplazador y Registros
Fuente-Función-Destino SFD
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Diseño digital para microprocesadores
M U X
Selección
A L U
Selección
ROM
Contador
Cout OV
Desplazador
Selección
Load/Hold
clk
clk
Registros
Como diseño el control ? 1) Maquina de estados
o 2) Microprogramado
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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) -gt
• Lenguaje de Máquina o Instrucción o
• Lenguaje ensamblador

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M U X
Selección
A L U
Selección
ROM
Secue- nciador
Cout OV
Desplazador
Selección
Load/Hold
Load/Hold
clk
Registros
Registros
clk
Conectamos y aumentamos registros !
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Load/Hold
De memoria externa (DRAM)
Registros
Load/Hold
Direcc.
Selección
M U X
Registros
Cache SRAM
A L U
Selección
Cout OV
Desplazador
Selección
Registros
Registros
A memoria externa (DRAM)
clk
Load/Hold
Load/Hold
Completamos con aumento de memoria !!!.