INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA COSTA GRANDE
CARRERA: INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA CURSO: MICROCONTROLADORES SEMESTRE: 9 TRABAJO: “INVESTIGACIÓN SOBRE MICROPROCESADOR Y MICROCONTROLADOR” PRESENTA: CRUZ GUTIÉRREZ JESÚS GIOVANI NO. CONTROL. 13570294 ASESOR: ING. RICO GUZMAN ALFREDO
ZIHUATANEJO, GRO, AGOSTO DE 2017
Microprocesador
El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso (UCP), también llamada procesador, de un computador. La UCP está formada por la Unidad de Control, que interpreta las instrucciones, y el Camino de Datos, que las ejecuta. Las patitas de un microprocesador sacan al exterior las líneas de sus buses de direcciones, datos y control, para permitir conectarle con la Memoria y los Módulos de E/S (entrada y salida) y configurar un computador implementado por varios circuitos integrados. Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuración es variable de acuerdo con la aplicación a la que se destine (Figura 1.3).
El microprocesador generalmente forma la sección de la CPU de un sistema.
Es el encargado de realizar todos los cálculos indicados en el software que se estén ejecutando. Este dispositivo determina la potencia de cómputo del equipo, y se considera como la pieza individual más importante dentro de una computadora.[1]
Estructura interna de un microprocesador
Llamamos arquitectura interna del microprocesador a la distribución física de sus componentes. Los primeros microprocesadores se crearon de acuerdo a la arquitectura de Von Neumann.
Memoria Principal Unidad Aritmético lógica (ALU) Unidad de Control (UC) Unidad de Entrada/Salida
Estructura interna de un microprocesador microprocesador típico.
En la figura anterior, se observa el diagrama interno típico de un microprocesador.
La ALU: En el extremo derecho se ubica una etapa identificada como ALU, siglas de Aritmetic-Logic Unit o Unidad Aritmética Lógica, este es el bloque en donde se llevan a cabo las operaciones dentro del microprocesador, y es el que determina la potencia de cálculo de este dispositivo. Bus de comunicación interno: La ALU está conectada al resto del dispositivo dispos itivo por medio de un bus de comunicación interno, que lleva y trae señales de los otros bloques desde y hacia a la ALU; por ejemplo, para alimentar los datos con los cuales trabajará la ALU, existen una serie de registros, que son pequeños bloques b loques de memoria interna, donde se s e almacenan almacen an temporalmente los bits y bytes que usará la ALU para sus cálculos, y también ahí se colocan los resultados parciales antes de enviarse a la etapa adecuada. Generalmente, en estos registros también se guarda información adicional que agiliza la realización de los cálculos que lleva a cabo el microprocesador, como banderas de estado, bits que indican que una operación ha rebasado la capacidad del registro, etc.; adicionalmente, aquí se lleva el control de la lectura de memoria, de los saltos en la programación, de los puntos de retorno, etc. Los registros están conectados al bus de comunicación interno, lo que permite cargar y leer datos de ellos con gran facilidad y rapidez. Bus de control: También existe un bus de control, que sirve para expedir o introducir instrucciones al microprocesador, dependiendo de la operación que se vaya a realizar; por ejemplo, aquí se encuentran las líneas que determinan si un dato se va a leer o a grabar en la memoria RAM, también se ubican las líneas de interrupción para detener un programa que haya entrado en un ciclo interminable, etc. Como su nombre lo indica, estas líneas de instrucción ejercen diversas tareas de control desde el microprocesador hacia sus periféricos y viceversa, así que resultan fundamentales para la correcta operación del dispositivo. Bus de datos: El bus de datos es la puerta de entrada y salida de los bits que se procesarán dentro del microprocesador; por aquí se introducen las instrucciones de programación que le indican a cada momento qué hacer al dispositivo, también entran los datos que se usarán para realizar los cálculos deseados, y por ahí salen los resultados obtenidos para ser almacenados en memoria o expedidos por el puerto correspondiente. Se puede decir que este bus es por donde circula toda la información con la que trabaja el microprocesador, tanto la que entra como la que sale. Bus de direcciones: Sirve para que el microprocesador pueda leer su memoria externa, o para determinar exactamente qué dispositivo externo se utilizará en un momento dado.
Fuente de poder externa: Para funcionar, lo anterior necesita de una fuente de poder externa, y también de una señal de reloj que sirva como referencia para la ejecución de todas las operaciones internas.[2] Características más comunes de los microprocesadores
Conexiones de alimentación: Los microprocesadores (excepto el 8080) requieren una fuente de alimentación regulada de 5 Vdc. Tamaños de bits: Los microprocesadores se clasifican normalmente en unidades de 4,8, 16 o 32 bits. El tamaño en bits de un microprocesador a veces se denomina tamaño de palabra. La longitud del registro acumulador es una buena pista para conocer el tamaño de palabra de un microprocesador. Los microprocesadores 8080/8085, 6800,6502 y Z80 son de 8 bits. Los 8086, 8088, 68000, 65816 Y Z8000 son MPU típicas de 16 bits. El 80386, 68020,32000 y Z80000 son ejemplos de microprocesadores avanzados de 32 bits. Líneas de datos: Los microprocesadores transfieren datos e instrucciones instrucc iones entre la MPU y memoria (o E/S) vía un bus de datos bidireccional. El 6800, 6502, Z80 y 8088 son procesadores que utilizan buses externos de datos de 8 bits. Muchos miembros de la familia 8080 multiplexan direcciones o información de control en las líneas de datos parte del tiempo Líneas de dirección: Los microprocesadores más antiguos (8080/8085, 6800, 6502) utilizan buses de dirección de 16 bits que pueden direccionar solamente 216 ó 64K de memoria. Las MPU más modernas de 16 bits tienen buses de direcciones de 16, 20 ó 23 bits. Un bus de direcciones más ancho permite direccionar memorias mayores. Líneas de control: La mayoría de los microprocesadores se caracterizan porque tienen todas o algunas de las siguientes líneas de control: l. Líneas de reloj. 2. Líneas de lectura/escritura. 3. Líneas de entrada/salida. 4. Líneas de interrupción. 5. Líneas de reinicialización. 6. Líneas de control del bus. 7. Líneas de status del ciclo.
Registros internos Contador de programa. El contador de programa (PC) es el registro que contiene la dirección de la siguiente instrucción del programa. La longitud del contador de programa es igual que la anchura del bus de direcciones. El contador de programa normalmente contiene 16 bits en los microprocesadores de 8 bits pero es mayor en las MPU de 16 y 32 bits. Acumulador. El acumulador es el registro o registros asociados a las operaciones de la ALU ya veces a las operaciones de E/S. Puede ser de 8, 16 ó 32 bits. Las MPU del 8080/8085, 6800 Y 6502 tienen todas acumuladores de 8 bits. Algunos procesadores (68000 y Z8000) tienen sólo registros de propósito general que pueden ser utilizados como acumuladores. Registro de status o señalizadores. El registro de status está en todos los microprocesadores. Los bits individuales del registro se denominan señalizadores. Las condiciones de los señalizadores se asocian, generalmente, a las operaciones de la ALU y son utilizados por instrucciones de bifurcación posteriores para tomar decisiones. Registros de propósito general. Los registros de propósito general pueden utilizarse para almacenar datos temporalmente o para que contengan una dirección. No tienen asignada ninguna tarea específica. En los microprocesadores de 8 bits, los registros de propósito pro pósito general no pueden funcionar como un acumulador en la ALU y en operaciones de E/S. Sin embargo, las MPU de 16 bits habitualmente permiten que los registros de propósito general se utilicen como acumuladores. Registro índice. El registro índice se utiliza para que contenga la dirección de un operando cuando se utiliza el modo de direccionamiento indexado (8080/8085, 6800, 6502, Z80, 8086). Los registros de propósito general son utilizados como registros índices en los microprocesadores Z8000 y 68000. Registro del puntero de pila. El puntero de pila (SP) es un registro especializado que sigue la pista de la siguiente posición de memoria disponible en la pila. La pila es un área reservada de la RAM utilizada para almacenamiento temporal de datos, direcciones de vuelta y contenido de registros. La pila se utiliza durante las llamadas a subrutina y durante las interrupciones.[1]
Microprocesadores CISC Y RISC Cuando los microcontroladores comienzan a utilizarse masivamente, los diseñadores se enfrentaron a un problema muy serio: dado que la memoria de programación en estos dispositivos solía ser muy limitada, eso implicaba que el programa interno tenía que realizarse usando directamente las instrucciones básicas del micro; y al tener cientos de instrucciones disponibles, la elaboración de estos programas se complicaba terriblemente. Ante esta situación, surgió un movimiento que buscó la simplificación del set de instrucciones interno de los microprocesadores, y se creó así el concepto de CISC y RISC; CISC son las siglas en inglés de “computación “computación con set de instrucciones complejo” y RISC son las las siglas de “computación con set de instrucciones reducido”. La arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer ). Fue la primera tecnología de CPUs con la que la maquina PC se dio a conocer mundialmente. Su sistema de trabajo se basa en la Microprogramación. Dicha técnica consiste en hacer que cada instrucción sea interpretada por un microprograma localizado en una sección de memoria en el circuito integrado del Microprocesador. A su vez, las instrucciones compuestas se decodifican para ser ejecutadas por microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Las operaciones se realizan al ritmo de los ciclos de un reloj. Considerando la extraordinaria cantidad de instrucciones que la CPU puede manejar, la construcción de una CPU con arquitectura CISC es realmente compleja. A este grupo pertenecen los microprocesadores de INTEL (celeron, Pentium II, Pentium III, Pentium IV) y AMD (Duron, Athlon). Entre las bondades de CISC destacan las siguientes: 1. Reduce la dificultad de crear compiladores. 2. Permite reducir el costo total del sistema. 3. Reduce los costos de creación de Software. 4. Mejora la compactación de código. 5. Facilita la depuración de errores (debugging). La arquitectura RISC (RISC = Reduced Instruction Set Computer). Ha sido la consecuencia evolutiva de las CPU. Como su nombre lo indica, se trata de microprocesadores con un conjunto de instrucciones muy reducidas en contraposición a CISC. ¿Qué ventaja se deriva de esta tecnología? 1. La CPU trabaja más rápido al utilizar menos ciclos de reloj para cumplir sus funciones (ejecutar instrucciones). 2. Utiliza un sistema de direcciones no destructivas en RAM. Eso significa que a diferencia de CISC, RISC conserva después de realizar sus operaciones en memoria los dos operándoos y su resultado (total tres direcciones), lo que facilita a los compiladores conservar llenos los
'pipelines' (conductos) de la CPU para utilizarlos concurrentemente y reducir la ejecución de nuevas operaciones. 3. Cada instrucción puede ser ejecutada en un solo ciclo de la CPU (máxima velocidad y eficiencia). Ventajas y desventajas de CICS Y RISC Partiendo de lo expuesto, habría que evaluar las ventajas de ambas arquitecturas para tomare decisiones sobre la escogencia de una u otra a la hora de diseñar un sistema.
RISC es más rápida, pero más costosa. Hablando en términos de costo hay que pensar que RISC utiliza más la circuitería (comandos hardware o circuitos electrónicos) para ejecutar operaciones directas (el microprocesador está más libre de carga), en tanto que CISC utiliza micro código ejecutado por el microprocesador lo que la hace más económica y más lenta también (debido a la carga que soporta sopor ta el microprocesador). Hay más software de uso general para la plataforma CISC. Pero la exigencia de la informática demanda periódicamente mayor velocidad y administración de espacio en RAM y discos duros, área en la que ambas arquitecturas deben seguir innovando. Dado que CISC es más popular a nivel de PC, las innovaciones en esta categoría son más numerosas (nuevas interfaces, puertos, nuevos buses y velocidades de transmisión). Técnicamente hablando, el rendimiento en RISC basado en la menor cantidad de carga de instrucciones en el microprocesador compensa compe nsa a la mayor cantidad de código en software que es necesario utilizar, por lo que su arquitectura se considera más potente que CISC.[3]
Microcontroladores
Un microcontrolador es un sistema cerrado que contiene un computador completo y de prestaciones limitadas que no se pueden modificar.
Un microcontrolador posee todos los componentes de un computador, pero con unas características fijas que no pueden alterarse. Estructura interna:
Las partes principales de un microcontrolador son: 1. Procesador 2. Memoria no volátil para contener el programa 3. Memoria de lectura y escritura para guardar los datos 4. Líneas de EIS para los controladores de periféricos: a) Comunicación paralelo b) Comunicación serie c) Diversas puertas de comunicación (bus, USB, etc.) 5. Recursos auxiliares: a) Circuito de reloj b) Temporizadores c) Perro Guardián («watchdog») d) Conversores AD y DA e) Comparadores analógicos f) Protección ante fallos de la alimentación g) Estado de reposo o de bajo consumo A continuación se pasa revista a las características más representativas de cada uno de los componentes del microcontrolador. El procesador La necesidad de conseguir elevados rendimientos en el procesamiento de las instrucciones ha desembocado en el empleo generalizado de procesadores de arquitectura Harvard frente a los tradicionales que seguían la arquitectura de von Neumann. Esta última se caracterizaba
porque la UCP (Unidad Central de Proceso) se conectaba con una memoria única, donde coexistían datos e instrucciones, a través de un sistema de buses.
En la arquitectura Harvard son independientes la memoria de instrucciones y la memoria de datos y cada una dispone de su propio sistema de buses para el acceso. Esta dualidad, además de propiciar el paralelismo, permite la adecuación del tamaño de las palabras y los buses a los requerimientos específicos de las instrucciones y de los datos. También la capacidad de cada memoria es diferente
El procesador de los modernos microcontroladores responde a la arquitectura RISC (Computadores de Juego de Instrucciones Reducido), que se identifica por poseer un repertorio de instrucciones máquina pequeño y simple, de forma que la mayor parte de las instrucciones se ejecuta en un ciclo de instrucción. Otra aportación frecuente que aumenta el rendimiento del computador es el fomento del paralelismo implícito, que consiste en la segmentación del procesador (pipe-line), descomponiéndolo en etapas para poder procesar una instrucción diferente en cada una de ellas y trabajar con varias a la vez. El alto rendimiento y elevada velocidad que alcanzan los modernos procesadores, como el que poseen los microcontroladores PIC, se debe a la conjunción de tres técnicas: - Arquitectura Harvard - Computador tipo RISC
- Segmentación Memoria de programa El microcontrolador está diseñado para que en su memoria de programa se almacenen todas las instrucciones del programa de control. No hay posibilidad de utilizar memorias externas de ampliación. Como el programa a ejecutar siempre es el mismo, debe estar grabado de forma permanente. Los tipos de memoria adecuados para soportar sop ortar esta función admiten cinco versiones diferentes: ROM con máscara En este tipo de memoria el programa se graba en el chip durante el proceso de su fabricación mediante el uso de «máscaras». Los altos costes de diseño e instrumental sólo aconsejan usar este tipo de memoria cuando se precisan series muy grandes. EPROM La grabación de esta memoria se realiza mediante un dispositivo físico gobernado desde un computador personal, que recibe el nombre de grabador. En la superficie de la cápsula del microcontrolador existe una ventana de cristal por la que se puede someter al chip de la memoria a rayos ultravioletas para producir su borrado y emplearla nuevamente. Es interesante la memoria EPROM en la fase de diseño y depuración de los programas, pero su coste unitario es elevado. OTP (Programable una vez) Este modelo de memoria sólo se puede grabar una vez por parte del usuario, utilizando el mismo procedimiento que con la memoria EPROM. Posteriormente no se puede borrar. Su bajo precio y la sencillez de la grabación aconsejan este tipo de memoria para prototipos finales y series de producción cortas EEPROM La grabación es similar a las memorias OTP y EPROM, pero el borrado es mucho más sencillo al poderse efectuar de la misma forma que el grabado, o sea, eléctricamente. Sobre el mismo zócalo del grabador puede ser programada y borrada tantas veces como se quiera, lo cual la hace ideal en la enseñanza y en la creación de nuevos proyectos. El fabuloso PIC16C84 dispone de 1 K palabras de memoria EEPROM para contener instrucciones y también tiene algunos bytes de memoria de datos de este tipo para evitar que cuando se retira la alimentación se pierda información. Aunque se garantiza 1.000.000 de ciclos de escritura/borrado en una EEPROM, todavía su tecnología de fabricación tiene obstáculos para alcanzar capacidades importantes y el tiempo de escritura de las mismas es relativamente relativamente grande y con elevado consumo de energía. FLASH Se trata de una memoria no volátil, de bajo consumo, que se puede escribir y borrar en circuito al igual que las EEPROM, pero suelen disponer de mayor capacidad que estas
últimas. El borrado sólo es posible con bloques completos y no se puede realizar sobre posiciones concretas. En las FLASH se garantizan 1.000 ciclos de escritura-borrado. Son muy recomendables en aplicaciones en las que sea necesario modificar el programa a lo largo de la vida del producto, como consecuencia del desgaste o cambios de piezas, como sucede con los vehículos. Por sus mejores prestaciones está sustituyendo a la memoria EEPROM para contener instrucciones. De esta forma Microchip Microch ip comercializa dos microcontroladores microcontro ladores prácticamente iguales, que sólo se diferencian en que la memoria de programa de uno de ellos es tipo EEPROM y la del otro tipo Flash. Se trata del PIC 16C84 y el PIC 16F84, respectivamente. En la actualidad Microchip tiene abierta una línea de PIC con memoria Flash cada vez más extensa y utilizada Memoria de datos Los datos que manejan los programas varían continuamente, y esto exige que la memoria que les contiene debe ser de lectura y escritura, por lo que la memoria RAM estática (SRAM) es lamas adecuadas, aunque sea volátil. Hay microcontroladores que también disponen como memoria de datos una de lectura y escritura no volátil, del tipo EEPROM. De esta forma, un corte en el suministro de la alimentación no ocasiona la pérdida de la información, que está disponible al reiniciarse el programa. Líneas de E/S Para los controladores de periféricos a excepción de dos patitas destinadas a recibir la alimentación, otras dos para el cristal de cuarzo, que regula la frecuencia de trabajo, y una más para provocar el Reset, las restantes patitas de un microcontrolador sirven para soportar su comunicación con los periféricos externos que controla. Las líneas de E/S que se adaptan con los periféricos manejan información en paralelo y se agrupan en conjuntos de ocho, que reciben el nombre de Puertas. Hay modelos con líneas que soportan la comunicación comu nicación en serie; otros disponen de conjuntos de líneas que implementan puertas de comunicación para diversos protocolos, como el I2ºC, el USB, etc. Recursos auxiliares Según las aplicaciones a las que orienta el fabricante cada modelo de microcontrolador, incorpora una diversidad de complementos que refuerzan la potencia y la flexibilidad del dispositivo. Entre los recursos más comunes se citan a los siguientes: a) Circuito de reloj, encargado de generar los impulsos que qu e sincronizan el funcionamiento de todo el sistema. b) Temporizadores, orientados a controlar tiempos. tiempos .
c) Perro Guardián («watchdog»), destinado a provocar una reinicialización cuando el programa queda bloqueado. d) Conversores AD y DA, para poder recibir y enviar señales analógicas. e) Comparadores analógicos, para verificar el valor de una g) Estado de Reposo, en el que el sistema queda «congelado» y el consumo de energía se reduce al mínimo. Programación de microcontroladores:
La utilización de los lenguajes más cercanos a la máquina (de bajo nivel) representan un considerable ahorro de código en la confección de los programas, lo que es muy importante dada la estricta limitación de la capacidad de la memoria de instrucciones. Los programas bien realizados en lenguaje Ensamblador optimizan el tamaño de la memoria que ocupan y su ejecución es muy rápida. Los lenguajes de alto nivel más empleados con microcontroladores son el C y el BASIC, de los que existen varias empresas que comercializan versiones de compiladores e intérpretes para diversas familias de microcontroladores. En el caso de los PIC es muy competitivo e interesante el compilador de C PCM de la empresa CCS y el intérprete PBASIC de PARALLAX.[4]
Diferencias, ventajas y desventajas entre microprocesadores y microcontroladores.
La configuración mínima básica de un Microprocesador esta constituida por un Micro de 40 Pines, Una memoria RAM de 28 Pines, una memoria ROM de 28 Pines y un decodificador de direcciones de 18 Pines; Micro controlador incluye todo estos elementos del Microprocesador en un solo Circuito Integrado por lo que implica una gran ventaja en varios factores: En el circuito impreso por su amplia simplificación de circuitería. El costo para un sistema basado en Micro controlador es mucho menor, mientras que para del Microprocesador, es muy alto en la actualidad. actua lidad. Los Microprocesadores tradicionales se basan en la arquitectura de Von Newmann, mientras que los micro controladores trabajan con arquitectura de harvard. El tiempo de desarrollo de su proyecto electrónico es menor para los Micro controladores. La principal diferencia entre ambos radica en la ubicación del registro de trabajo, trab ajo, que para los PIC’s se denomina W (Working Register), y para los tradicionales es el Acumulador (A). En los micro controladores tradicionales todas las operaciones se realizan sobre el acumulador. La salida del acumulador esta conectada a una de las entradas de la Unidad Aritmética y Lógica (ALU), y por lo tanto este es siempre uno de los dos operandos de cualquier instrucción, las instrucciones de simple operando (borrar, incrementar, decrementar, complementar), actúan sobre el acumulador. En los micro controladores PIC, la salida de la ALU va al registro W y también a la memoria de datos, por lo tanto el resultado puede guardarse en cualquiera de los dos destinos. La gran ventaja de esta arquitectura(Micro controladores ) es que permite un gran ahorro de instrucciones ya que el resultado de cualquier instrucción que opere con la memoria, ya sea de simple o doble operando, puede dejarse en la misma posición de memoria o en el registro W, según se seleccione con un bit de la misma instrucción . Las operaciones con constantes provenientes de la memoria de programa (literales) se realizan solo sobre el registro W Los microprocesadores son mas usceptibles a la inteferencia electromagnetica debido a su tamaño y cableado externo que lo hace mas propenso al ruido.Mientgras que un microcontrolador debido a su alto nivel de integracion reduce los niveles de interferencia electromagnetica.[5]
A continuación se microcontroladores
muestran
algunos
de
los
principales
fabricantes
de
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. Atmel sirve a los mercados de la electrónica de consumo, comunicaciones, computadores, redes, electrónica industrial, equipos médicos, automotriz, aeroespacial y militar. Es una industria líder en sistemas seguros, especialmente en el mercado de las tarjetas seguras. Microchip Technology Inc.
Microchip Technology Inc. es una empresa fabricante de microcontroladores, memorias y semiconductores analógicos, situada en Chandler, Arizona, EE. UU. Los productos que fabricaba eran los microcontroladores PIC y de las memorias EEPROM y EPROM. Hoy es uno de los líderes del mercado de microcontroladores. Algunos de sus productos son
Microcontroladores PIC. PIC16F84 PIC16F87 PIC16F88 PIC24H DsPIC30F y dsPIC33F. PIC32 (MCUS de 32 bits)
Adicionalmente Microchip Technology Inc. tiene herramientas de desarrollo que facilitan la programación de sus diversos dispositivos. dispos itivos.
Intel Corporation
Intel Corporation es el mayor fabricante de circuitos integrados del mundo, según su cifra de negocio anual. La compañía estadounidense, es la creadora de la serie de procesadores x86, los procesadores más comúnmente encontrados en la mayoría de las computadoras personales.
Intel empresa dedicada a la fabricación de microcontroladores y microprocesadores, aunque no trabajaba sola obtuvo un logro en abril de 1974 pone en el Mercado el microprocesador bajo el nombre 8080 con capacidad de direccionar 64kb de memoria, con 75 instrucciones
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. Texas Instruments: Texas Instruments o TI, es una empresa norteamericana que desarrolla y comercializa semiconductores y tecnología para sistemas de cómputo. Igualmente, es el mayor productor de procesadores digitales de señal y semiconductores analógicos. 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. Otras áreas de actividad incluyen circuitos integrados para módem de banda ancha, periféricos para ordenadores, ordenador es, dispositivos digitales de consumo y RFID.
A continuación se describen algunas características y se realizará una rápida comparación entre tres de los fabricantes de microcontroladores más populares del mercado: Microchip, Freescale-Motorola y Atmel. Con el fin de brindar información relevante para que el diseñador pueda elegir cuál microcontrolador se adecúa de mejor forma a la aplicación que se encuentra desarrollando. Los microcontroladores de Freescale se consiguen en una amplia gama, desde los más pequeños y sencillos que por su costo son muy apropiados para diseños en los que el manejo del espacio es crítico y los requerimientos de procesamiento no son muy grandes, hasta los más caros y completos. Sin embargo, quizás debido al rápido avance de la tecnología y a la tendencia de las compañías, y en especial de la compañía Freescale de ir a la vanguardia, el ciclo de vida de sus productos es muy corto, ocasionando que los diseños hechos para un microcontrolador específico tengan que ser rediseñados constantemente al no conseguir el microcontrolador con el que se realiza el diseño original. Los microcontroladores PIC gozan de gran popularidad, po pularidad, por lo tanto, es posible conseguir en Internet gran cantidad de información y en el mercado, gran variedad de dispositivos para programarlos, pero las prestaciones de esta familia son inferiores comparadas compara das con los AVR de ATMEL de la misma gama (tiene menor cantidad de memoria, tanto de programa como RAM y EEPROM, sus instrucciones son más lentas, no tiene multiplicador por hardware). La arquitectura basada en registros de los microcontroladores AVR le hacen posible completar instrucciones en un solo ciclo de reloj, lo que se traduce en un menor consumo de potencia y los 32 registros de trabajo hacen mucho más eficiente el uso de la memoria de programa que a su vez ayudan a una ejecución más rápida de los programas. Otra característica común que le da a los microcontroladores AVR una ventaja sobre sus principales competidores es el hecho de implementar protocolo JTAG el cual provee una “puerta trasera” al dispositivo para poder poder depurar los errores en la lógica del sistema y/o monitorizar señales internas de éste.[6]
Referencias bibliográficas
[1].L. Roger Tokheim, Fundamentos de los microprocesadores, 2 edición, México, Mc Graw Hill, 2012, Cap. 5, Pag. 100-127. [2].Microprocesadores. Acceso en agosto de 2017. (En línea). Disponible en: http://www.aliat.org.mx/BibliotecasDigitales/sistemas/Microprocesadores.pdf [3].RISC Y CISC. Acceso en agosto de 2017. (En línea). Disponible en: https://unefaingenieria.files.wordpress.com/2012/06/procesadores_cisc_vs_riscn.pdf [4].J. M Angulo Asategui, Microcontroladores PIC, Diseño practico de aplicaciones, 3 edición, México 2015, Mc Graw Hill, Cap. 1, pág. 1-9. [5].Diferencias, ventajas y desventajas de los microcontroladores. Acceso en agosto de 2017. (En línea). Disponible en: http://www.emagister.com/uploads_courses/Comunidad_Emagister_24761_24761.pdf
[6].Fabricantes de microcontroladores. Acceso en agosto de 2017. (En línea). Disponible en: https://microcontroladoressesv.wordpress.com/empresas-fabricantes-de-microcontroladores/ http://www.tme.eu/html/ES/microcontroladores-avr-de-la-marca-atmel-de-la-serieatmega/ramka_19219_ES_pelny.html http://www0.unsl.edu.ar/~pmp/archivos/teoria13_pic_2014.pdf
