Diseño digital para microprocesadores

1. Diseño digital para microprocesadores

2. 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

3. 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

4. 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 * /  Señales de estado Registro Unidad de control Unidad de datos Salidas de control Salidas de datos Modelo. Diagrama de bloques RTL.

5. 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(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 N Selección de operación status Registro R Combinac. clk N Operaciones principales.

6. Diseño digital para microprocesadores clk Registro R 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.

7. Diseño digital para microprocesadores clk R1 R2 clk A L U Selección Aumenta la capacidad con más registros !! Operaciones principales de la ALU con varios Registros.

8. Diseño digital para microprocesadores Load/Hold Load/Hold clk R1 R2 clk A L U Selección Cout OV Selección Desplazador Operaciones principales de la ALU y Desplazador con varios Registros.

9. Diseño digital para microprocesadores Entradas del exterior M U X Selección Load/Hold Load/Hold clk R1 R2 clk A L U Selección Cout OV Selección Desplazador Operaciones con ALU, Desplazador y Registros: Fuente-Función-Destino SFD

10. 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

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

12. Diseño digital para microprocesadores 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 !

13. Diseño digital para microprocesadores Load/Hold De memoria externa (DRAM) Registros Load/Hold Direcc. Selección Registros M U X Cache SRAM A L U Selección Cout OV Desplazador Selección A memoria externa (DRAM) Registros Registros clk Load/Hold Load/Hold Completamos con aumento de memoria !!!.