ARQUITECTURAS DE COMPUTADORA COMPUTADORA Básicamente existen dos arquitecturas de computadoras, y por supuesto, están presentes en el mundo de los microcontroladores: Von Neumann y Harvard. Ambas se diferencian en la forma de conexión de la memoria al procesador y en los buses que cada una necesita. La arquitectura Von Neumann: es la que se utiliza en las computadoras personales, para ella existe una sola memoria, donde coexisten las instrucciones de programa y los datos, accedidos con un bus de dirección, uno de datos y uno de control. En el caso de los microcontroladores, existen existen dos tipos de memoria bien definidas: memoria de datos (típicamente algún tipo de SRAM) y memoria de programas (ROM, PROM, EEPROM, FLASH u de otro tipo no volátil). En este caso la organización es distinta a las de las PC, porque hay circuitos distintos para cada memoria y normalmente no se utilizan los registros de segmentos, sino que la memoria está segregada y el acceso a cada tipo de memoria depende de las instrucciones del procesador. procesador. A pesar de que en los sistemas embebidos con arquitectura Von Neumann la memoria esté segregada, y existan diferencias con respecto a la definición tradicional de esta arquitectura; los buses para acceder a ambos tipos de memoria son los mismos, del procesador solamente salen el bus de datos, el de direcciones, direcciones, y el de control. Como conclusión, la arquitectura arquitectura no ha sido alterada, porque la forma en que se conecta la memoria al procesador sigue el mismo principio definido en la arquitectura básica. ARQUITECTURA VON NEUMANN: Esta arquitectura es la variante adecuada para las PC, porque permite ahorrar una buena cantidad de líneas de E/S, que son bastante costosas, sobre todo para aquellos sistemas como las PC, donde el procesador se monta en algún tipo de socket alojado en una placa madre (motherboard).
También esta organización les ahorra a los diseñadores de motherboards una buena cantidad de problemas y reduce el costo de este tipo de sistemas. Algunas familias de microcontroladores como la INTEL -51 y la Z80 implementan este tipo de arquitectura, fundamentalmente porque era la utilizada cuando aparecieron los primeros microcontroladores.
LA ARQUITECTURA HARVARD:
Y por excelencia la utilizada en supercomputadoras, en los microcontroladores, y sistemas embebidos en general. En este caso, además de la memoria, el procesador tiene los buses segregados, de modo que cada tipo de memoria tiene un bus de datos, uno de direcciones y uno de control.
La ventaja fundamental de esta arquitectura es que permite adecuar el tamaño de los buses a las características de cada tipo de memoria; además, el procesador puede acceder a cada una de ellas de forma simultánea, lo que se traduce en un aumento significativo de la velocidad de procesamiento, típicamente los sistemas con esta arquitectura pueden ser dos veces más rápidos que sistemas similares con arquitectura Von Neumann.
La desventaja está en que consume muchas líneas de E/S del procesador; por lo que en sistemas donde el procesador está ubicado en su propio encapsulado, solo se utiliza en supercomputadoras. Sin embargo, en los microcontroladores y otros sistemas embebidos, donde usualmente la memoria de datos y programas comparten el mismo encapsulado que el procesador, este inconveniente deja de ser un problema serio y es por ello que encontramos la arquitectura Harvard en la mayoría de los microcontroladores.
Aplicaciones de un microcontrolador
Los microcontroladores se encuentran por todas partes:
Sistemas de comunicación: en grandes automatismos como centrales y en télefonos fijos, móviles, fax, etc. Electrodomésticos: lavadoras, hornos, frigoríficos, lavavajillas, batidoras, televisores, vídeos, reproductores DVD, equipos de música, mandos a distancia, consolas, etc. Industria informática: Se encuentran en casi todos los periféricos; ratones, teclados, impresoras, escáner, etc. Automoción: climatización, seguridad, ABS, etc. Industria: Autómatas, control de procesos, etc Sistemas de supervisión, vigilancia y alarma: ascensores, calefacción, aire acondicionado, alarmas de incendio, robo, etc.
Otros: Instrumentación, electromedicina, tarjetas (smartcard), sistemas de navegación, etc.
Fabricantes de Microcontroladores
Microchip Technology Inc. es una empresa fabricante de microcontroladores, memorias y semiconductores analógicos, situada en Chandler, Arizona, EE. UU. Su Producto más pupular son los m icrocontroladores PIC de 8 bits. freescale semiconductor Freescale Semiconductor es una compañía global líder en la industria de semiconductores enfocada proveer procesamiento embebido y productos de conectividad. Actualmente, se enfoca al suministro de productos para la industria automotriz, de redes, comunicaciones inalámbricas, control industrial e industrias de consumo electrónico. Con se oferta de procesadores embebidos y de productos complementarios, proporciona una solución completa de semiconductores y software. Atmel Corporation Atmel es una compañía de semiconductores, fundada en 1984. Su línea de productos incluye microcontroladores (incluyendo derivados del 8051, el AT91SAM basados en ARM, y sus arquitecturas propias AVR y AVR32), dispositivos de radiofrecuencia, memorias EEPROM y Flash, ASICs, WiMAX, y muchas otras. También tiene capacidad de ofrecer soluciones del tipo system on chip (SoC). Texas Instruments Texas Instruments o TI, es una empresa norteamericana que desarrolla y comercializa semiconductores y tecnología para sistemas de cómputo. TI es el tercer mayor fabricante de semiconductores del mundo tras Intel y Samsung y es el mayor suministrador de circuitos integrados para teléfonos móviles. Igualmente, es el mayor productor de procesadores digitales de señal y semiconductores analógicos. Otras áreas de actividad incluyen circuitos integrados para módem de banda ancha, periféricos para ordenadores, dispositivos digitales de consumo y RFID.
