04 Estructura de Buses Compartidos en Microcomputadoras
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[email protected] 1 ESTRUCTURA DE BUSES ESTRUCTURA DE BUSES COMPARTIDOS PARA COMPARTIDOS PARA MICROPROCESADORES Y MICROPROCESADORES Y MICROCONTROLADORES MICROCONTROLADORES Elaborado por: Ing. Jaime E. Velarde
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Sistema de buses para las interconexiones en una microcomputadora. Estructura Von Newman y estructura Harvard
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ESTRUCTURA DE ESTRUCTURA DE BUSES COMPARTIDOS BUSES COMPARTIDOS
PARA PARA MICROPROCESADORES MICROPROCESADORES
Y Y MICROCONTROLADOREMICROCONTROLADORE
SS Elaborado por: Ing. Jaime E. Velarde
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• En una Microcomputadora con el fin de optimizar el espacio y los recursos que dispone el Microprocesador, los diferentes tipos de información que se transfieren entre el Microprocesador y los demás bloques que conforman la Microcomputadora, ocupan el mismo Bus pero en distintos intervalos de tiempo.
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A L
OS
P
ER
IFÉ
RIC
OS
ALU
UC
ROMMemoria
del ProgramaReloj
RAMMemoria
de Datos y Resultados
Salida
Entrada
MicroprocesadorMicroprocesador
UNIDAD DE MEMORIA
UNIDAD DE MEMORIA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
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• MEMORIA DEL PROGRAMA (program memory): Parte de la Unidad de Memoria desde donde el Microprocesador obtiene las Instrucciones. Es una memoria SOLO DE LECTURA.
• MEMORIA DE DATOS Y RESULTADOS (data memory): Parte de la Unidad de Memoria donde el Microprocesador generalmente encuentra los datos que va a procesar y guarda los resultados obtenidos. Es una memoria de ACCESO ALEATORIO PARA LECTURA O ESCRITURA.
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A L
OS
P
ER
IFÉ
RIC
OS
ALU
UC
ROMMemoria
del ProgramaReloj
RAMMemoria
de Datos y Resultados
Salida
Entrada
BUS DE DATOS bidireccional
BUS DE DATOS bidireccional
MicroprocesadorMicroprocesador
UNIDAD DE MEMORIA
UNIDAD DE MEMORIA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
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• BUS DE DATOS (data bus): Son líneas bidireccionales para el envío de instrucciones o datos, entre el Microprocesador y los demás elementos del sistema. Se lo conoce también como el BUS EXTERNO DE DATOS y el número de líneas que posee es generalmente igual al número de bits que procesa la ALU.
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A L
OS
P
ER
IFÉ
RIC
OS
ALU
UC
ROMMemoria
del ProgramaReloj
RAMMemoria
de Datos y Resultados
Salida
Entrada
Circuitos de selección
BUS DE DIRECCIONES unidireccional
BUS DE DIRECCIONES unidireccional
BUS DE DATOS bidireccional
BUS DE DATOS bidireccional
MicroprocesadorMicroprocesador
UNIDAD DE MEMORIA
UNIDAD DE MEMORIA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
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• BUS DE DIRECCIONES (address bus): Son líneas unidireccionales que parten del Microprocesador hacia la memoria y el sistema de E/S. Sirven para enviar la dirección de la localidad o elemento seleccionado para la transferencia de datos con el Microprocesador. El número de líneas o bits que posee este bus, determina la capacidad máxima de acceso a memoria que tiene el Microprocesador.
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A L
OS
P
ER
IFÉ
RIC
OS
ALU
UC
ROMMemoria
del ProgramaReloj
RAMMemoria
de Datos y Resultados
Salida
Entrada
Circuitos de selección
BUS DE CONTROL
unidireccional
BUS DE CONTROL
unidireccional BUS DE DIRECCIONES unidireccional
BUS DE DIRECCIONES unidireccional
BUS DE DATOS bidireccional
BUS DE DATOS bidireccional
MicroprocesadorMicroprocesador
UNIDAD DE MEMORIA
UNIDAD DE MEMORIA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
SISTEMA DE ENTRADA Y
SALIDA
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• BUS DE CONTROL (control bus): Son también líneas unidireccionales, unas que terminan y otras que parten del Microprocesador. Sirven para enviar señales que actúan sobre la Unidad de Control o para informar a los demás elementos que conforman la Microcomputadora del estado en que se encuentra la Unidad de Control; permitiendo de esta manera coordinar el funcionamiento de todo el sistema.
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DIAGRAMA DE BUSES COMPARTIDOS EN LOS
MICROCONTROLADORES
• Dentro del circuito integrado de un Microcontrolador, se encuentran todas las partes constitutivas de una Microcomputadora, las únicas líneas disponibles son las que se conectan a los periféricos, ya que las demás líneas de comunicaciones los constituyen los BUSES INTERNOS, que son inaccesibles.
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A L
OS
PE
RIF
ÉR
ICO
S
ALU
UC
ROMMemoria
del ProgramaReloj
Entrada y Salida
RAMMemoria
de Datos y Resultados
BUS DE DATOS
BUS DE DIRECCIONESBUS DE
CONTROL
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• ARQUITECURA VON NEWMAN es la estructura anteriormente descrita y utilizada tanto en microprocesadores como en microcontroladores CISC.
• ARQUITECURA HARVARD es una modificación a la arquitectura anterior utilizada en los microcontroladores RISC, los que poseen el bus independiente para las instrucciones, con la finalidad de acelerar la ejecución de los programas.
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• CISC corresponde a las siglas de COMPUTADORA CON UN CONJUNTO DE INSTRUCCIONES COMPLEJO.
• RISC en cambio corresponde a las siglas de COMPUTADORA CON UN CONJUNTO DE INSTRUCCIONES REDUCIDO.
