Tipos De Arquitecturas Y Evolucion Del u.pptx g322m

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE JIQUILPAN TIPOS DE ARQUITECTURAS Y EVOLUCION DEL U

ALUMNAS: YAD I R A G U A D A L U P E H E R N Á N D E Z G I L NEREIDA AGUILAR BARAJAS P AT R I C I A G O N Z A L E S G A L L E G O S MAESTRO: F R A N C I S C O A R M A N D O P AY Á N G U E R R E R O

OBJETIVO Conocer los diferentes microprocesadores, así como su arquitectura y la evolución que han tenido con el paso del tiempo.

Tipos de Arquitecturas Arquitectura von Neumann

Tradicionalmente los sistemas con microprocesadores se basan en esta arquitectura, en la cual la unidad central de proceso (U), está conectada a una memoria principal única (casi siempre sólo RAM) donde se guardan las instrucciones del programa y los datos. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (control, direcciones y datos)

Las principales limitaciones que nos encontramos con la arquitectura Von Neumann son:

La limitación de la longitud de las instrucciones por el bus de datos, que hace que el microprocesador tenga que realizar varios s a memoria para buscar instrucciones complejas. La limitación de la velocidad de operación a causa del bus único para datos e instrucciones que no deja acceder simultáneamente a unos y otras, lo cual impide superponer ambos tiempos de .

Está es la forma que trabajas un bus Externo de datos dándole paso de comunicación a todos los dispositivos que están a su alrededor los cuales transfieren a otras partes exteriores.

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes:

La arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasos secuencialmente:

1) Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucción. 2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente. 3) Descodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una función determinada. 4) Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo así operaciones repetitivas. 5) Regresa al paso N° 1.

Arquitectura Harvard:  Este

modelo, que utilizan los Microcontroladores PIC, tiene la unidad central de proceso (U) conectada a dos memorias (una con las instrucciones y otra con los datos) por medio de dos buses diferentes.

Ventajas de la arquitectura Harvard

* El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa, logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa. * El tiempo de a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, logrando una mayor velocidad en cada operación.

ARQUITECTURAS CISC

Los CISC pertenecen a la primera corriente de construcción de procesadores, antes del desarrollo de los RISC. Ejemplos de ellos son: Motorola 68000, Zilog Z80 y toda la familia Intel x86 usada en la mayoría de las computadoras personales actuales. Para realizar una sola instrucción un chip CISC requiere de cuatro a diez ciclos de reloj.

Entre las ventajas de CISC destacan las siguientes:

Reduce la dificultad de crear compiladores. Permite reducir el costo total del sistema. Reduce los costos de creación de software. Mejora la compactación de código. Facilita la depuración de errores.

Ejemplo de microprocesadores basados en la tecnología CISC:

MIPS, Millions Instruction Per Second. PA-RISC, Hewlett Packard. SPARC, Scalable Processor Architecture, Sun Microsystems. Las mas usadas son: POWER PC, Apple, Motorola e IBM.

ARQUITECTURAS RISC En la arquitectura computacional, RISC (del inglés reduced instruction set computer) es un tipo de microprocesador con las siguientes características fundamentales: Instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un reducido número de formatos. Sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos.

Código de fuente

Compilador

Instrucciones CISC

Decodifica dor

Las máquinas RISC protagonizan la tendencia actual de construcción de microprocesadores. PowerPC, DEC Alpha, MIPS, ARM, SPARC... son ejemplos de algunos de ellos. RISC es una filosofía de diseño de U para computadora que está a favor de conjuntos de instrucciones pequeñas y simples que toman menor tiempo para ejecutarse.

Características de RISC:

Incrementar el tamaño del conjunto de registros. Mayor velocidad en la ejecución de instrucciones. Implementar medidas para aumentar el paralelismo interno. Añadir cachés enormes. Añadir otras funcionalidades, como E/S y relojes para mini controladores. Construir los chips en líneas de producción antiguas que de otra manera no serían utilizables. No ampliar las funcionalidades, y por lo tanto ofrecer el chip para aplicaciones de bajo consumo de energía o de tamaño limitado.

Las características que generalmente son encontradas en los diseños RISC son:

Codificación uniforme de instrucciones, lo que permite una de codificación más rápida. Un conjunto de registros homogéneo, permitiendo que cualquier registro sea utilizado en cualquier contexto y así simplificar el diseño del compilador.

Modos de direccionamiento simple con modos más complejos reemplazados por secuencias de instrucciones aritméticas simples.

Los tipos de datos soportados en el hardware no se encuentran en una máquina RISC.

Los diseños RISC también prefieren utilizar como característica un modelo de memoria Harvard, donde los conjuntos de instrucciones y los conjuntos de datos están conceptualmente separados.

Entre las ventajas de RISC tenemos las siguientes: La U trabaja mas rápido al utilizar menos ciclos de reloj para ejecutar instrucciones. Utiliza un sistema de direcciones no destructivas en RAM. Eso significa que a diferencia de CISC, RISC conserva después de realizar sus operaciones en memoria los dos operandos y su resultado, reduciendo la ejecución de nuevas operaciones. Cada instrucción puede ser ejecutada en un solo ciclo del U

DEFINICIÓN DE MICROPROCESADOR

Es un circuito integrado que es parte fundamental de un U o unidad central de procesamiento en una computadora.

Evolución del U

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