El Microprocesador

El Microprocesador 

     En lo que respecta a la tarjeta madre de un computador el microprocesador es definido como el circuito integrado mas importante del sistema, todos los componentes del computador tienen una vertiente en este circuito, veamos… ¿que componentes usualmente encontramos en un microprocesador?

-ALU(Aritmetic Logic Unit): Traducida como unidad aritmética lógica, se encarga de la ejecución de operaciones aritméticas como suma, resta, multiplicación, división, etc. Y operaciones boolenas como disyunción y cohesión (Mas adelante entraremos en detalle).

-FPU(Floating Point Unit): Conocida como unidad de coma flotante, es un co-procesador matemático que le da la capacidad al microprocesador de realizar cálculos de precisión con decimales.

-CU(Control Unit): Traducida como unidad de control, es la circuitería que controla el flujo de datos coordinando al procesador que a su vez controla el computador.

-Registro: Es una memoria de alta velocidad y poca capacidad integrada al microprocesador se manejan en bits por ejemplo un registro de 8 bits. Se encarga de suplir algunas necesidades de memoria para las operaciones del microprocesador, existen distintos tipos de registros. 
Registros internos (de instruccion)

• Son áreas del almacenamiento local del UP.
• Son usados para tareas especificas y otros son de propósito general al programador.
• Las operaciones que realiza el micro, en su mayoría usan registros.
• El ancho de los registros (bits) determina el tamaño de procesador.
• Mientras mas registros tenga el micro, mas flexible es su programación.

estos se dividen en:
 
Registros de propósito general

• Son los motores del sistemas.
• Pueden ser direccionados como una palabras(16 bits) o como un byte (8 bits) o una parte de el (alta a baja).
• Entre ellaos están: Ax, Bx, Cx, DX.

Registros de segmentos

• Facilitan un área de memoria para el direccionamiento, por lo generak es llamada segmento actual.
• Son de 16 bits , entre ellos están: SS, DS, CS, ES, IS Y GS.

Registro de apuntadores

• Estan asociados al registro SS y permiten al sistema acceder a los datos en el segmento de pila.
• Entre ellos estas: SP, BP

Registros índices

• Son usados en operaciones con direccionamiento inmediato, operaciones de suma y resta
• Son de 16 bits , ellos son : SI, DI

Registros de banderas

• Son usados en instrucciones que realizan comparaciones y/o operaciones aritméticas
• Son de 16 bits de los cuales los más usados son 9, que indican el estado del micro o de la maquina o algún resultado de procesamiento. Estos son: OF, IF , DF, SF, PF, ZF, AF, CF 

-Memoria cache: Es una memoria usada para mantener a la mano, datos concurrentes, es usada para acelerar el tiempo de respuesta del microprocesador.

-Puertos: Es el medio por el cual el microprocesador recibe y envía información, es la conexión con los buses de la tarjeta madre que permite el contacto con periféricos y otros componentes. A través de estos podemos juzgar al microprocesador, por el ancho del bus que determina su arquitectura en bits y por la velocidad en Hertzios de trabajo interno y de comunicación con la placa madre.

     El microprocesador debe ser capaz de leer y escribir en los dispositivos de memoria del computador, luego es necesario que sea capaz de reconocer y ejecutar instrucciones dadas por un programa y también deben ser capaces de decodificar comandos a niveles de lenguaje maquina para controlar así los componentes del computador.

ALU

     La ALU se compone básicamente de: Circuito Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumulador y un Registro de Estados, conjunto de registros que hacen posible la realización de cada una de las operaciones.

     La mayoría de las acciones de la computadora son realizadas por la ALU. La ALU toma datos de los registros del procesador. Estos datos son procesados y los resultados de esta operación se almacenan en los registros de salida de la ALU. Otros mecanismos mueven datos entre estos registros y la memoria.2
     

     Una unidad de control controla a la ALU, al ajustar los circuitos que le señala a la ALU qué operaciones realizar.  

 

     En la imagen anterior se muestra el diseño electrónico de un ALU de 4 bits, nótese como los circuitos integrados ALU cada uno es un ALU de 1 bit, entre ellos se interconectan transfiriendo bits de acarreo y los resultados de las operaciones anteriores, es decir que las operaciones se realizan en secuencia, el modulo exterior OP[0], OP[1], OP[2] y  Carry_in, representan 3 operaciones solicitadas al microprocesador  y un posible bit de acarreo que podría provenir de una ALU externa perteneciente a otro núcleo.

     En la siguiente imagen se explica el funcionamiento interno de cada ALU de un bit, cada una de ella esta provista de circuitos para operaciones AND, OR, XOR, suma, resta, etc.  

Subido por: CARLOS GAMEZ

  Fuentes consultadas

http://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtml

 http://electronictechnician.wordpress.com/2010/08/06/a-l-u-de-4-bits-simulada-con-ksimus-esquematico-y-pcb-con-kicad/