UNIDAD DE CONTROL

UNIDAD DE CONTROL ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

CONTENIDO • FUNCIONAMIENTO DE LA UNIDAD DE CONTROL. • MICROPERACIONES. • CONTROL DEL CPU. • APLICACIONES

CON MICROCONTROLADORES

• CONTROL MICROPROGRAMADO. • CONCEPTOS. • SECUENCIAMIENTO DE MICROINSTRUCCIONES.

• EJECUCIÓN DE MICROINSTRUCCIONES. • APLICACIONES.

FUNCIONAMIENTO DE LA UNIDAD DE CONTROL

• LA UNIDAD DE CONTROL DE UN PROCESADOR REALIZA DOS TAREAS: 1. HACE QUE EL PROCESADOR EJECUTE

LAS MICROOPERACIONES EN LA SECUENCIA

CORRECTA DETERMINADA POR EL PROGRAMA QUE SE ESTA EJECUTANDO

2. GENERA LAS SEÑALES DE CONTROL QUE PROVOCA LA EJECUCIÓN DE CADA MICROOPERACIÓN

FUNCIONAMIENTO DE LA UNIDAD DE CONTROL EL FUNCIONAMIENTO DE LA UNIDAD DE CONTROL ESTA EN FUNCIÓN DE LOS SIGUIENTES CRITERIOS: 1.

OPERACIONES

2.

MODOS DE DIRECCIONAMIENTO

3.

REGISTROS

4.

INTERFAZ CON EL MÓDULO DE E/S

5.

INTERFAZ CON EL MÓDULO DE MEMORIA

6.

ESTRUCTURA DEL PROCESAMIENTO DE INSTRUCCIONES

MICROOPERACIONES

MICROOPERACIONES • CICLO DE CAPTACIÓN: COMIENZO

MICROOPERACIONES • CICLO DE CAPTACIÓN: PRIMER PASO

MICROOPERACIONES • CICLO DE CAPTACIÓN: SEGUNDO

PASO

MICROOPERACIONES • CICLO DE CAPTACIÓN: TERCER PASO

MICROOPERACIONES • CADA MICROOPERACIÓN IMPLICA LA TRANSFERENCIA DE DATOS HACIA A DENTRO O HACIA A FUERA DE UN REGISTRO, CON TAL DE QUE LAS TRANSFERENCIAS NO SE INTERFIERAN ENTRE SI.

• I: ES LA LONGITUD DE LA INSTRUCCIÓN • T1, T2, T3 : UNIDADES DE TIEMPO

MICROOPERACIONES • CICLO INDIRECTO: SI UNA INSTRUCCIÓN ESPECIFICA UNA DIRECCIÓN INDIRECTA, UN CICLO INDIRECTO HA DE PROCEDER AL CICLO DE EJECUCIÓN.

• CICLO DE INTERRUPCIÓN: CUANDO TERMINA

EL CICLO DE EJECUCIÓN, SE REALIZA UNA

COMPROBACIÓN PARA DETERMINAR SI A OCURRIDO ALGUNA INTERRUPCIÓN HABILITADA

MICROOPERACIONES

LOS CICLOS DE CAPTACIÓN, INDIRECTO Y DE INTERRUPCIÓN SON SENCILLOS Y PREDECIBLES • CICLO DE EJECUCIÓN: EN UNA MÁQUINA CON N CÓDIGOS DE OPERACIÓN DIFERENTES PUEDEN OCURRIR N SECUENCIAS DIFERENTES DE MICROOPERACIONES EJ: ADD R1, X

MICROOPERACIONES • ICC: CÓDIGO DE CICLO DE INSTRUCCIÓN

CONTROL DEL CPU

1. DEFINIR LOS ELEMENTOS

BÁSICOS DEL PROCESADOR

2. DESCRIBIR LAS OPERACIONES QUE EJECUTA 3. DETERMINAR LAS FUNCIONES

EL PROCESADOR

QUE DEBE REALIZAR LA UNIDAD DE CONTROL PARA HACER

QUE SE EJECUTEN LAS MICROOPERACIONES

CONTROL DEL CPU

• ELEMENTOS FUNCIONALES DEL PROCESADOR: • ALU

• REGISTROS • CAMINOS DE DATOS INTERNOS • CAMINOS DE DATOS EXTERNOS

• UNIDAD DE CONTROL

CONTROL DEL CPU

• CLASIFICACIÓN DE LAS MICROOPERACIONES: • TRANSFERIR DATOS DE UN REGISTRO A OTRO • TRANSFERIR DATOS DE UN REGISTRO A UNA INTERFAZ EXTERNA (BUS DEL SISTEMA) • TRANSFERIR DATOS DE UNA INTERFAZ EXTERNA A UN REGISTRO • REALIZAR UNA OPERACIÓN ARITMÉTICA O LÓGICA, USANDO REGISTROS PARA ENTRADA Y SALIDA

CONTROL DEL CPU

• LA UNIDAD DE CONTROL REALIZA DOS TAREAS BÁSICAS: • SECUENCIAMIENTO: • EJECUCIÓN:

CONTROL DEL CPU

CONTROL DEL CPU

• SEÑALES DE CONTROL INTERNAS DEL PROCESADOR • PARA TRANSFERIR DE UN REGISTRO A OTRO

• PARA ACTIVAR FUNCIONES ESPECIFICAS DE LA ALU

• SEÑALES DE CONTROL HACIA EL BUS DE CONTROL • SEÑALES DE CONTROL DE MEMORIA

• SEÑALES DE CONTROL DE LOS MÓDULOS DE E/S

CONTROL DEL CPU

• LA UNIDAD DE CONTROL REALIZA LAS SIGUIENTES

FUNCIONES:

• UNA SEÑAL DE CONTROL QUE ABRE LAS PUERTAS QUE PERMITEN QUE EL CONTENIDO DE MAR APAREZCA EN EL BUS DE DIRECCIONES

• UNA SEÑAL DE CONTROL DE LECTURA DE MEMORIA, EN EL BUS DE CONTROL • UNA SEÑAL DE CONTROL QUE ABRE LAS PUERTAS QUE PERMITEN ALMACENAR EL CONTENIDO DEL BUS DE DATOS EN MBR • SEÑALES DE CONTROL DE LA LÓGICA QUE SUMA I AL CONTENIDO DE PC Y ALMACENA EL RESULTADO DE NUEVO EN PC

CONTROL DEL CPU

CONTROL DEL CPU

CONTROL MICROPROGRAMADO

• CONTROL MICROPROGRAMADO. • CONCEPTOS.

• SECUENCIAMIENTO DE MICROINSTRUCCIONES. • EJECUCIÓN DE MICROINSTRUCCIONES. • APLICACIONES.

CONTROL MICROPROGRAMADO • CONCEPTOS: • MICROINSTRUCCIONES: CADA LÍNEA DESCRIBE UN CONJUNTO DE MICROOPERACIONES QUE SUCEDEN A LA VEZ Y QUE SE CONOCE COMO MICROINSTRUCCIÓN

• PARA EJECUTAR UN MICROINSTRUCCIÓN, SE ACTIVAN TODAS LAS LÍNEAS DE CONTROL CUYOS BITS ESTÉN A 1; Y SE DEJAN INACTIVAS TODAS LAS LÍNEAS CUYOS BITS ESTÉN A 0 • SI LA CONDICIÓN INDICADA POR LOS BITS DE CONDICIÓN ES FALSA, SE EJECUTA LA SIGUIENTE MICROINSTRUCCIÓN SECUENCIAL

• SI ES CIERTA, LA SIGUIENTE MICROINSTRUCCIÓN A EJECUTARSE SE INDICA EN EL CAMPO DE DIRECCIÓN

• EL CONJUNTO DE MICROINSTRUCCIONES SE ALMACENA EN UNA MEMORIA DE CONTROL • EL REGISTRO DE DIRECCIÓN DE CONTROL CONTIENEN LA DIRECCIÓN DE LA SIGUIENTE INSTRUCCIÓN A LEER

• CUANDO SE LEE UNA MICROINSTRUCCIÓN DE LA MEMORIA DE CONTROL SE TRANSFIERE AL REGISTRO INTERMEDIO DE CONTROL

• MICROPROGRAMA O FIRMWARE: ES UNA SECUENCIA DE INSTRUCCIONES, ESTA A MITAD DE CAMINO ENTRE EL HARDWARE Y SOFTWARE

UNIDAD DE CONTROL MICROPROGRAMADA

UNIDAD DE CONTROL MICROPROGRAMADA • LA UNIDAD DE CONTROL FUNCIONA COMO SIGUE: 1.

PARA EJECUTAR UNA INSTRUCCIÓN, LA UNIDAD LÓGICA DE SECUENCIAMIENTO EMITE UNA ORDEN DE LECTURA A LA MEMORIA DE CONTROL.

2.

LA PALABRA CUYA DIRECCIÓN SE ESPECIFICA EN EL REGISTRO DE DIRECCIÓN DE CONTROL SE LEE EN EL

3.

EL REGISTRO INTERMEDIO DE CONTROL GENERA LAS SEÑALES DE CONTROL Y LA INFORMACIÓN

4.

LA UNIDAD LÓGICA DE SECUENCIAMIENTO CARGA EN EL REGISTRO DE DIRECCIÓN DE CONTROL UNA NUEVA DIRECCIÓN, BASADA EN LA INFORMACIÓN DE DIRECCIÓN SIGUIENTE DEL REGISTRO INTERMEDIO DE CONTROL

REGISTRO INTERMEDIO DE CONTROL

DIRECCIÓN SIGUIENTE PARA LA UNIDAD LÓGICA DE SECUENCIAMIENTO

Y EN LOS INDICADORES DE LA ALU

TODO ESTO SUCEDE DURANTE UN PULSO DE RELOJ

DE

UNIDAD DE CONTROL MICROPROGRAMADA

SECUENCIAMIENTO DE MICROINSTRUCCIONES

• LAS DOS TAREAS BÁSICAS REALIZADAS POR UNA UNIDAD DE CONTROL MICROPROGRAMADA SON LAS SIGUIENTES: • SECUENCIAMIENTO DE MICROINSTRUCCIONES • EJECUCIÓN DE MICROINSTRUCCIONES

TÉCNICAS DE SECUENCIAMIENTO

• DOS CAMPOS DE DIRECCIÓN • UN ÚNICO CAMPO DE DIRECCIÓN • FORMATO VARIABLE

TÉCNICAS DE SECUENCIAMIENTO • DOS CAMPOS DE DIRECCIÓN: ES LA TÉCNICA MAS SENCILLA SE BASA EN USO DE UN MULTIPLEXOR

TÉCNICAS DE SECUENCIAMIENTO • ÚNICO CAMPO DE DIRECCIÓN:

TÉCNICAS DE SECUENCIAMIENTO • FORMATO VARIABLE:

EJECUCIÓN DE MICROINSTRUCCIONES