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Microprocesadores x Microcontroladores

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Apresentação em tema: "Microprocesadores x Microcontroladores"— Transcrição da apresentação:

1 Microprocesadores x Microcontroladores
Introdução: Arquitetura Básica de Microcomputador Conceitos Básicos Ciclo de instrução Evolução dos Microprocessadores Prof. Remy Eskinazi

2 Conceitos Básicos: Arquitetura Básica de Microcomputador (Von Neuman)
CISC – Complex Instruction Set Computer CPU Memória Dados I/O Programa Bus de Dados Bus Controle Bus de Endereços Prof. Remy Eskinazi

3 Arquitetura Básica de Microcomputador (Havard)
Conceitos Básicos: Arquitetura Básica de Microcomputador (Havard) RISC – Reduced Instruction Set Computer Programa CPU Dados Bus de Códigos Bus de Dados Bus de Endereços Bus de Endereços Prof. Remy Eskinazi

4 Conceitos Básicos: RISC X CISC RISC (Reduced Instruction Set Computer)
Instruções simples de apenas 1 ciclo Referencias a memória só com LOAD/STORE Uso intensivo de Pipeline Instruções Executadas por Hardware Instruções de formato Fixo Poucas instruções com poucos modos de endereçamento A complexidade está no compilador Vários conjuntos de registradores CISC (Complex Instruction Set Computer) Instruções complexas com vários ciclos Qualquer instrução pode referenciar à memória Pouco uso de pipeline Instruções interpretadas por microprograma Instruções com formato variável Muitas instruções com muitos modos de endereçamento A complexidade está no microprograma Um único conjunto de registradores Prof. Remy Eskinazi

5 Evolução dos Microprocessadores
Expansão de barramentos Expansão de clock Uso intenso de armazenamento secundário Hierarquia de memória Casamento com o S.O. Pipeline Microprocessadores32 / 64 bits Microprocessadores de 8 / 16 bits Microcomputadores de 8/16 bits S.O. 8/16 bits Aplicações de propósito geral Aplicações específicas Sistemas dedicados Apenas um processamento por vez Integração de I/O e memória S.O. Kernels Instruções voltadas para controle Computação Real time Microcontroladores 4 / 8 / 16 bits Prof. Remy Eskinazi

6 Evolução dos Microprocessadores
Microprocessador de propósito geral CPU para computadores de propósito geral Não apresenta RAM, ROM, I/O embarcada naCPU Exemplo:Intel x86, Motorola 680x0 Diversos chips na motherboard Data Bus CPU P de propósito geral Serial COM Port I/O Port RAM ROM Timer Address Bus Sistema Microprocessador de propósito geral Prof. Remy Eskinazi

7 Evolução dos Microprocessadores
Microcontrolador : Um computador em um único chip RAM, ROM, I/O ports...etc. embarcados Exemplo:Motorola 6811, Intel 8051, Zilog Z8, PIC 16X, AVR 90s12XX CPU RAM ROM Chip único Serial COM Port I/O Port Timer Microcontrolador Prof. Remy Eskinazi

8 Microprocessador vs. Microcontrolador
CPU => stand-alone, RAM, ROM, I/O, timers são separados; O projetista pode decidir a quantidade de ROM, RAM e ports de I/O; Expansível Versatilidade Uso geral Microcontrolador CPU, RAM, ROM, I/O e timer estão integrados em um chip Quantidade fixa de elementos on-chip (ROM, RAM, I/O ports) Para aplicações onde custo, potência e espaço são fatores críticos; Uso específico Prof. Remy Eskinazi

9 Microprocessador vs. Microcontrolador
Sistema Embarcado Sistema embarcado significa que o processador está embarcado na aplicação; Um produto embarcado utiliza um microprocessador ou microcontrolador para fazer uma tarefa apenas; Em um sistema embarcado existe somente uma aplicação de software que normalmente está gravada em ROM Em um sistema embarcado, normalmente existe a interação com o meio ambiente ou com o operador; Exemplo:Impressora, teclado, video game, celular, palm… Prof. Remy Eskinazi

10 Microprocessador vs. Microcontrolador
Quatro critérios para a escolha de um Microcontrolador Combinar as necessidades computacionais com o custo Velocidade, quantidade de memória ROM e RAM, Ports de I/O, packaging, consumo de potencia… Facilidades de atualização (upgrade); Custo por unidade Disponibilidade de software e ferramentas de desenvolvimento assemblers, debuggers, Compiladores C, emulador, simulador, Suporte técnico Fornecimento de materiais e insumos com facilidade e confiabilidade; Grau de especialização de equipe de desenvolvimento Prof. Remy Eskinazi

11 Conceitos Básicos: Bit: (Binary Digit - 0 ou 1) - Menor informação digital possível; Byte: Um termo especial, usado para designar palavra de oito bits. Um byte sempre é constituído de oito bits, sendo este tamanho da palavra da maioria dos sistemas microcontrolados atuais. Registradores: conjunto de flip-flops para Armazenamento temporário de dados- 8 bits, 16 bits, 32 bits, etc; Bit Nibble Byte Word 0000 Prof. Remy Eskinazi

12 Conceitos Básicos: Hardware: Atualmente não é mais considerada a parte “imutável”do Microcomputador Software: Instrução: Comando específico de um microprocessador (movimentação de dados, operações aritméticas e lógicas, etc.); Programa: Seqüência lógica de instruções que podem ser reconhecidas pelo microprocessador, que quando executadas em uma ordem correta, resulta na finalização de uma função ou algoritmo Firmware: Programa de função bastante específica que está armazenado em memória não volátil Prof. Remy Eskinazi

13 Conceitos Básicos: Tipos de instruções encontradas nos microprocessadores: Movimentação de dados; Aritméticas; Lógicas; Saltos e desvios no programa; Controle interno Exemplo de formação das instruções: Instrução de 1 byte: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 (código operacional) Instrução de 2 bytes: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 (código operacional) (segundo byte) Instrução de 3 bytes: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 (código operacional) (segundo byte) (terceiro byte) Prof. Remy Eskinazi

14 Conceitos Básicos: Conceitos importantes: Estado Ciclo de máquina
Ciclo de Busca Ciclo de execução; Ciclo de instrução Ti M2 M3 Ciclo de busca – M1 Ciclo de execução Ciclo de instrução Prof. Remy Eskinazi

15 Dinâmica de um sistema microprocessado
Conceitos Básicos: Dinâmica de um sistema microprocessado O microcomputador é um sistema de processamento capaz de buscar e executar instruções (programas) alocados em memória; Após a energização do microcomputador, é gerado um sinal de reset que zera o Program Counter (PC); O microprocessador irá buscar e executar a instrução que está localizada no endereço de memória definida pelo PC; Prof. Remy Eskinazi

16 Arquitetura Interna de Microprocessador
Prof. Remy Eskinazi


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