PDF de programación - Microprocesadores

Microprocesadores

Introducción al Curso

INEL 4206 – Microprocesadores
Texto: Barry B Brey, The Intel Microprocessors:
Architecture, Programming and Interfacing.
8va. Ed., Prentice Hall, 2009

Prof. José Navarro
Of. T-214 xt. 3097

E-mail: [email protected]
[email protected]

- Discusión del prontuario

- Qué espera el profesor de sus estudiantes

- Qué esperan los estudiantes de su profesor

Notas J. Navarro 2009

Historia de los microprocesadores

Intel 4004:

Microprocesadores

• accedía 4K localizaciones de 4-bits
• 45 instrucciones
• 50 KIPs
• ENIAC – 100KIPs, 30 toneladas
• Peso 4004: menos de una onza


Intel 4040:

• Un 4004 más rápido
•

TI TMS-1000: Otro micro de 4 bits

Intel 8008 (1971):

• accedía a 16KB de memoria
• 48 instrucciones

Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

Intel 8080 (1973):

• primer micro moderno de 8 bits
• 64 KB
• 500 KIPs
• compatible con lógica TTL


Motorola MC6800:
• micro de 8 bits
• lanzado 6 meses después del 8080


MITS 8800 (1974):

• primera computadora personal
• basada en el 8080
• interpretador de BASIC por B.
Gates



Notas J. Navarro 2005

Intel 8085 (1977):

Microprocesadores

• actualización del 8080

• 769,230 inst/s

• 246 instrucciones

• generador de clock y controlador

del sistema interno

Intel 8086 (1978), 8088 (1979):

• 16 bits y acceso a 1MB

• 4 a 6 bites de memoria cache

• set de instrucciones más grande

• microprocesador tipo CISC

Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

En 1981 IBM decidió utilizar al
8088 en sus computadoras
personales, asegurando así la
supremacía de los procesadores de
Intel.

Intel 80286 (1983):

• set de instrucciones del 8086,

• 4MIPS (8MHz)

• acceso a 16MB

Intel 80386 (1986):

• Procesador de 32 bits

• hasta 4GB de memoria

Notas J. Navarro 2005

Intel 80486 (1989):

Microprocesadores

• 80386 + cop aritmético + 8KB
cache
• 50MHz
• versiones 66MHz/33MHz (double-
• clocked) y 100MHz/33MHz (triple-
• clocked).
• versiones con un cache de 16KB


AMD

• Versión (triple-clocked) con
• 120MHz/40MHz



Notas J. Navarro 2005

Intel Pentium (1993):

Microprocesadores

• 8KB cache para insts y 8KB para
data
• 66MHz, versiones overclocked hasta
233MHz
• 4GB de memoria
• transferencia de data de 64bits
• dos procesadores de enteros internos
• tecnología para predecir saltos
• coprocesador aritmético interno 5
veces más rápido que el 80486.
• se hizo una versión MMX



Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

Intel Pentium-Pro(1995):
• 3 unidades para enteros
• 1 para operaciones de punto flotante
• 150-166MHz
• 16KB L1 cache, 256KB L2 cache
• tres motores de ejecución para
instrucciones que pueden confligir
• acceso 4GB de memoria
• pueden trabajar hasta 4 procesadores
en el mismo sistema, orientado
a los servidores.



Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

Intel Pentium II (1997):
• Un board en lugar de un circuito
integrado
• cache L2 en el board con bus a 133MHz
(66MHz en el PII) y con 512KB. Es un
Pentium Pro sin cache L2 interno y con
extensiones MMX.
• En el 1998 la velocidad del bus 1e
aumentó a 100MHz (de 66MHz) por
que esta parte resultaba ser un cuello de
botella para la ejecución.
• Velocidad interna subió hasta 450MHz
• La memoria se tuvo que mejorar a 8ns.


Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

Intel Pentium II Xeon (1998):
• Cache L1 32KB, L2 de 512KB, 1MB o
2MB
• Orientado a sistemas de alto rendimiento

Intel Pentium III
• Hasta 1.3 GHz
• 133 MHz System Bus
• 70 instrucciones adicionales
mayormente orientadas a mejorar las
aplicaciones orientadas a internet
• 32KB L1 cache, 256 or 512KB L2 cache

Intel Pentium 4
• Hasta 1.8 GHz
• 400 MHz System Bus
• Enhanced floating point/multimedia
• Streaming extensions
• Hyper-pipelined technology

Microprocesadores

Intel Pentium 4
• Hasta 1.8 GHz
• 400 MHz System Bus
• Enhanced floating point/multimedia
• Streaming extensions
• Hyper-pipelined technology

Nuevos Intel Pentium 4 y Core 2
• Procesador de 64 bits
• 40 líneas de address (hasta 1T)
• Versiones Dual & Quad Core
• Se esperan versiones de 16 núcleos
• En 2007 se presenta prototipo de 80
núcleos (link)

• Distinto set de instrucciones

Notas J. Navarro 2009

Microprocesadores

¿El Futuro?

• Hyperpipelines
• Multicores (¿uso eficiente?)
• Lowpower
• Wireless


Notas J. Navarro 2009

Microprocesadores

Brey, Figura 1.4, Págs 14-15

Notas J. Navarro 2005

Chipsets

Microprocesadores

Autor: Alexander Taubenkorb (en wikipedia.com )

Notas J. Navarro 2009

Componentes de un Sistema de
Computadora

Microprocesadores

• el procesador

• memoria

• dispositivos externos de entrada y

salida.

Buses

• Bus de direcciones

• Bus de data

• Bus de control



Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

Memoria y Sistemas de Entrada y
Salida

Memoria PC se divide en tres partes
principales:

- TPA (Transient Program Area)
- contiene al sistema operativo y
otros programas que controlan la
computadora.
- 640KB, 12KB para OS y 628KB
para aplicaciones

- System Area
- Programas y data en RAM y
ROM para control del sistema.

Microprocesadores

- XMS (Extended Memory System)
- Sólo existe en los sistemas con del
80286 en adelante.

El TPA y el system area se conocen como
la memoria real porque los
microprocesadores de Intel están diseñados
para trabajar con ellas en su modo real.

Los sistemas que utilizan la memoria
extendida se conocen como sistemas AT

ISA: 8-bits peripheral bus en los primeros
sistemas
ISA: 16-bits peripheral bus en los
sistemas AT (80286) en adelante

Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

EISA: 32-bits peripheral bus, sistemas
80386 y 80486, 8MHz.

VESA Local Bus: 32-bits y conecta los
discos y video al bus local para que se
comuniquen a la velocidad de éste.

PCI: Diseñado para trabajar directamente
con Pentium al Pentium II y se conectan
al Bus local a una frecuencia de 33MHz
con 32 o 64 bits.

Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

USB (Universal Serial Bus): Periféricos
a través de una conexión serial dando la
ventaja de menos conexiones. Opera a
10Mbps y se espera que alcance 100Mbps.

AGP: Para tarjetas de video, 64bits a
66MHz


Notas J. Navarro 2005

Distribución de la Memoria del TPA

Microprocesadores

Notas J. Navarro 2005

Brey, Figura 1-7: Mapa de la memoria de un TPA en una computadora personal Microprocesadores

BIOS (Basic I/O System): Programas
para manejar dispositivos conectados a la
computadora. Se encuentra en ROM o
EEPROM

Interrupt vectors: Direcciones para
acceder rutinas del BIOS, DOS y
aplicaciones

BIOS y DOS communication areas: Data
para establecer comunicación con las
rutinas del BIOS y DOS


Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

IO.SYS: Contiene programas que le
permite al sistema operativo comunicarse
con dispositivos tales como el teclado,
video, impresora y otros.

COMMAND.COM: Controla los
comandos para el sistema operativo
entrados por el teclado.


Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

Brey, Figura 1-8.Área de sistema para una computadora personal típica

Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

Brey, Figura 1.10: Mapa de I/O para una computadora personal mostrando
algunas de las muchas áreas para los dispositivos de I/O.

Notas J. Navarro 2005

Microprocesadores

El Microprocesador

El microproce