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Microcontroladores x microprocessadores
 

Microcontroladores x microprocessadores

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Apresentação de Microprocessadores.

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    Microcontroladores x microprocessadores Microcontroladores x microprocessadores Presentation Transcript

    • Microprocesadores x Microcontroladores
      • Introdução:
        • Arquitetura Básica de Microcomputador
        • Conceitos Básicos
        • Ciclo de instrução
        • Evolução dos Microprocessadores
    • Conceitos Básicos : Arquitetura Básica de Microcomputador (Von Neuman) CISC – Complex Instruction Set Computer CPU Memória Dados I/O Bus de Endereços Bus Controle Bus de Dados Programa
    • Conceitos Básicos :
      • Arquitetura Básica de Microcomputador (Havard)
      • R ISC – Reduced Instruction Set Computer
      CPU Dados Bus de Códigos Bus de Dados Programa http://www.guiadohardware.net/artigos/151/ Bus de Endereços Bus de Endereços
    • 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
    • Evolução dos Microprocessadores Microprocessadores de 8 / 16 bits
      • Microcomputadores de 8/16 bits
      • S.O. 8/16 bits
      • Aplicações de propósito geral
      • Aplicações específicas
      Microprocessadores32 / 64 bits
      • Expansão de barramentos
      • Expansão de clock
      • Uso intenso de armazenamento secundário
      • Hierarquia de memória
      • Casamento com o S.O.
      • Pipeline
      Microcontroladores 4 / 8 / 16 bits
      • Sistemas dedicados
      • Apenas um processamento por vez
      • Integração de I/O e memória
      • S.O. Kernels
      • Instruções voltadas para controle
      • Computação Real time
    • Evolução dos Microprocessadores CPU  P de propósito geral RAM ROM I/O Port Timer Serial COM Port Data Bus Address Bus Sistema 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 Microprocessador de propósito geral
    • Evolução dos Microprocessadores RAM ROM I/O Port Timer Serial COM Port Microcontrolador CPU
      • Um computador em um único chip
      • RAM, ROM, I/O ports...etc. embarcados
      • Exemplo : Motorola 6811, Intel 8051, Zilog Z8, PIC 16X, AVR 90s12XX
      Chip único Microcontrolador :
    • Microprocessador vs. Microcontrolador
      • Microprocessador
      • 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
    • Microprocessador vs. Microcontrolador
      • 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…
      Sistema Embarcado
    • Microprocessador vs. 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
      Quatro critérios para a escolha de um Microcontrolador
      • 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;
      Conceitos Básicos : Bit Nibble Byte Word 0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
    • 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
    • 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:
      D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Instrução de 1 byte: (código operacional) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Instrução de 2 bytes: (código operacional) (segundo byte) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Instrução de 3 bytes: (código operacional) (segundo byte) (terceiro byte)
    • Conceitos Básicos :
      • Conceitos importantes:
        • Estado
        • Ciclo de máquina
        • Ciclo de Busca
        • Ciclo de execução;
        • Ciclo de instrução
      T i Ciclo de busca – M1 Ciclo de execução Ciclo de instrução M 2 M 3
    • 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;
    • Arquitetura Interna de Microprocessador