Micro Procesadores

ESTUDIANTE: OSCAR GUILLERMO VARGAS TERCEROSDOCENTE: ING. JORGE MANCILLASEMESTRE: IMDULO: IAO: 2015INFORME DE MDULOMICROPROCESADORES

INTRODUCCINEn el siguiente articulo damos a conocer de una forma autentica y castiza algunos puntos de comparacin entre losmicrocontroladoresy losmicroprocesadoreslos cuales estos dispositivos estn presentes en nuestrotrabajo, en nuestra casa y en nuestra vida, en general, a travs de las tecnologas que surgen a diario, los cuales poseen una finalidad de controlar el funcionamiento de dispositivos como el mouse ytecladode los computadores,telfonoentre otro dispositivos.Las extensas reas de aplicacin de los Microcontroladores y Microprocesadores, que se pueden considerar ilimitadas, exigirn un gigantesco trabajo dediseoy fabricacin.Los microprocesadores y microcontroladores son los componentes del ordenador que son algo similares entre s en el diseo, pero tienen significativamente diferentes funciones. Cada dispositivo est construido para un propsito especfico, y cada uno se especializa en proporcionar un tipo particular de procesamiento de datos. Uno de los dos est ms involucrado en la interaccin con el mundo real mediante el control directo de electrnica, y el otro es ms importante para un sistema informtico.

DESARROLLOMicroprocesadoresElmicroprocesador(o simplementeprocesador) es elcircuito integradocentral y ms complejo de unsistema informtico; a modo de ilustracin, se le suele llamar por analoga el cerebro de uncomputador.Es el encargado de ejecutar losprogramas, desde elsistema operativohasta lasaplicacionesde usuario; slo ejecutainstruccionesprogramadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operacionesaritmticasylgicassimples, tales comosumar,restar,multiplicar,dividir, laslgicas binariasy accesos a memoria.Esta unidad central de procesamiento est constituida, esencialmente, porregistros, unaunidad de control, unaunidad aritmtico lgica(ALU) y una unidad de clculo en coma flotante(conocida antiguamente como coprocesador matemtico)

MicrocontroladoresUnmicrocontrolador(abreviadoC,UCoMCU) es uncircuito integradoprogramable, capaz de ejecutar las rdenes grabadas en su memoria. Est compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especfica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de unacomputadora:unidad central de procesamiento,memoriayperifricosdeentrada/salida.Algunos microcontroladores pueden utilizar palabras de cuatro bits y funcionan a velocidad de reloj con frecuencias tan bajas como 4 kHz, con un consumo de baja potencia (mW o microvatios). Por lo general, tendr la capacidad para mantener la funcionalidad a la espera de un evento como pulsar un botn o de otra interrupcin, el consumo de energa durante el estado de reposo (reloj de la CPU y los perifricos de la mayora) puede ser slo nanovatios, lo que hace que muchos de ellos muy adecuados para aplicaciones con batera de larga duracin. Otros microcontroladores pueden servir para roles de rendimiento crtico, donde sea necesario actuar ms como unprocesador digital de seal(DSP), con velocidades de reloj y consumo de energa ms altos.Cuando es fabricado el microcontrolador, no contiene datos en la memoria ROM. Para que pueda controlar algn proceso es necesario generar o crear y luego grabar en la EEPROMo equivalente del microcontrolador algn programa, el cual puede ser escrito enlenguaje ensambladoru otro lenguaje para microcontroladores; sin embargo, para que el programa pueda ser grabado en la memoria del microcontrolador, debe ser codificado ensistema numrico hexadecimalque es finalmente el sistema que hace trabajar al microcontrolador cuando ste es alimentado con elvoltajeadecuado y asociado a dispositivosanalgicosydiscretospara su funcionamiento.

Diferencia EntreMicroprocesadorY MicrocontroladorEl microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de Proceso (UCP), tambin llamadaprocesador, de un computador. La UCP est 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 lneas de sus buses de direcciones, datos y control, para permitir conectarle conla Memoriay los Mdulos de E/S y configurar un computador implementado por varioscircuitosintegrados. Se dice que un microprocesador es un sistema abierto porque su configuracin es variable de acuerdo con la aplicacin a la que se destine.

Si slo se dispusiese de unmodelode microcontrolador, ste debera tener muy potenciados todos susrecursospara poderse adaptar a las exigencias de las diferentes aplicaciones. Esta potenciacin supondra en muchos casos un despilfarro. En la prctica cada fabricante de microcontroladoresofertaun elevado nmero demodelosdiferentes, desde los ms sencillos hasta los ms poderosos. Es posible seleccionar la capacidad de lasmemorias, el nmero de lneas de E/S, la cantidad ypotenciade los elementos auxiliares, lavelocidadde funcionamiento, etc. Por todo ello, un aspecto muy destacado deldiseoes laseleccindel microcontrolador a utilizar.

Comparacin Del DiseoUn microprocesador consta de una unidad de procesamiento central nica, mientras que un microcontrolador es una pequea computadora en s mismo. Un microcontrolador tpico puede consistir en una CPU, una especie de almacenamiento de memoria de a bordo y un sistema que permite la entrada y salida de datos. Un microprocesador, por otro lado, se compone de slo la CPU incrustado encima de una placa de circuito integrado. Microprocesadores requieren interfaces para comunicarse con otras partes de la computadora, como la memoria.

Tabla ComparativaMicroprocesadoresMicrocontroladores

CPUEl microcontrolador es igual de bruto que un micro, por lo cual solamente realiza sus funciones con lo que tiene (datos) y su algoritmo o programa establecida.Es una de sus funciones principales, la cual se encarga de dirigir sus operaciones.

Memorias RAM y ROMSon dispositivos externos que lo complementan para su ptimo funcionamiento.Las incluye en un solo circuito integrado.

Velocidad de OperacinRpidaLenta en comparacin con la de un microprocesador

TamaoLa configuracin mnima bsica de un Microprocesador est constituida por un Micro de 40 Pines, Una memoria RAMde 28 Pines, una memoria ROMde 28 Pines y un decodificador de direcciones de 18 Pines, lo cual lo convierte en un circuito bastante engorroso.El Microcontrolador incluye todo estos elementos en un solo Circuito Integrado por lo que implica una gran ventaja en varios factores, como por ejemplo, la disminucin en el tamao del circuito impreso por la reduccin de los circuitos externos.

CostosPara el Microprocesador, el costo es muy alto en la actualidad.El costo para un sistema basado en Microcontrolador es mucho menor.

InterferenciasSon ms susceptibles a la interferencia electromagntica debido a su tamao y a su cableado externo que lo hace ms propenso al ruido.El alto nivel de integracin reduce los niveles de interferencia electromagntica

Tiempo de desarrolloEl tiempo de desarrollo de un microprocesador es lento.Por el contrario, el de un microcontrolador es rpido.

AplicacionesEl uso de una u otra tecnologadepende del fin que se espera, pues debido a sus caractersticas propias, los microcontroladores y los microprocesadores pueden adquirir variados y diferentes espacios de implementacin, por ejemplo, los microprocesadores se han desarrollado fundamentalmente orientados al mercado de los ordenadores personales y las estaciones de trabajo, pues all se requiere unaelevada potenciade clculo, elmanejo de gran cantidad de memoriay unagran velocidad de procesamiento. Mientras que los microcontroladores estn concebidos fundamentalmente para ser utilizados en aplicaciones puntuales, es decir, aplicaciones donde el microcontrolador debe realizar un pequeo nmero de tareas, al menos costo posible. En estas aplicaciones el microcontrolador ejecuta un programa almacenado permanentemente en su memoria, el cual trabaja con algunos datos almacenados temporalmente e interacta con el exterior a travs de las lneas de entrada y salida de que dispone.

Tipos de MemoriasRAM: Lamemoria de acceso aleatorio(Random-Access Memory,RAM) se utiliza como memoria de trabajo decomputadoraspara elsistema operativo, losprogramasy la mayor parte delsoftware.En la RAM se cargan todas las instrucciones que ejecutan launidad central de procesamiento(procesador) y otras unidades de cmputo.Se denominan de acceso aleatorio porque se puede leer o escribir en una posicin de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posicin, no siendo necesario seguir un orden para acceder (acceso secuencial) a la informacin de la manera ms rpida posible.Durante el encendido de la computadora, la rutinaPOSTverifica que los mdulos de RAM estn conectados de manera correcta. En el caso que no existan o no se detecten los mdulos, la mayora de tarjetas madres emiten una serie de sonidos que indican la ausencia de memoria principal. Terminado ese proceso, la memoriaBIOSpuede realizar un test bsico sobre la memoria RAM indicando fallos mayores en la misma.

ROM: Lamemoria de solo lectura, conocida tambin comoROM(acrnimo en ingls deread-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrnicos, que permite solo la lectura de la informacin y no su escritura, independientemente de la presencia o no de una fuente de energa.Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rpida o fcil. Se utiliza principalmente en su sentido ms estricto, se refiere solo a mscara ROM -en ingls, MROM- (el ms antiguo tipo de estado slido ROM), que se fabrica con los datos almacenados de forma permanente y, por lo tanto, su contenido no puede ser modificado de ninguna forma. Sin embargo, las ROM ms modernas, comoEPROMyFlash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y volver a programar varias veces, aun siendo descritos como "memoria de slo lectura" (ROM). La razn de que se las contine llamando as es que el proceso de reprogramacin en general es poco frecuente, relativamente lento y, a menudo, no se permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. A pesar de la simplicidad de la ROM, los dispositivos reprogramables son ms flexibles y econmicos, por lo cual las antiguas mscaras ROM no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007.

PROM: PROMes el acrnimo en ingls deprogrammable read-only memory, que significa memoria de solo lectura programable. Es unamemoria digitaldonde el valor de cada bitdepende del estado de unfusible(oantifusible), que puede ser quemado una sola vez. Por esto la memoria puede ser programada (pueden ser escritos los datos) una sola vez a travs de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a lasROM, o cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos.Pequeas PROM han venido utilizndose comogeneradores de funciones, normalmente en conjuncin con unmultiplexor. A veces se preferan a las ROM porque son bipolares, habitualmenteSchottky, consiguiendo mayores velocidades.

EPROM: Son las siglas deErasable Programmable Read-Only Memory(ROMprogramable borrable). Es un tipo dechipdememoria ROMno voltil. Las memorias EPROM se programan mediante un dispositivo electrnico, como elCromemco Bytesaver, que proporcionavoltajessuperiores a los normalmente utilizados en los circuitos electrnicos. Las celdas que reciben carga se leen entonces como un 0.Una vez programada, una EPROM se puede borrar solamente mediante exposicin a una fuerte luzultravioleta. Esto es debido a que losfotonesde la luz excitan a los electronesde las celdas provocando que se descarguen. Las EPROM se reconocen fcilmente por una ventana transparente en la parte alta del encapsulado, a travs de la cual se puede ver el chip desilicioy que admite la luz ultravioleta durante el borrado.Una EPROM programada retiene sus datos durante diez o veinte aos, y se puede leer un nmero ilimitado de veces. Para evitar el borrado accidental por la luz del sol, la ventana de borrado debe permanecer cubierta. Las antiguasBIOSde los ordenadores personales eran frecuentemente EPROM y la ventana de borrado estaba habitualmente cubierta por una etiqueta que contena el nombre del productor de la BIOS, su revisin y una advertencia decopyright.EEPROM: EEPROMoEPROMson las siglas deElectrically Erasable Programmable Read-Only Memory(ROMprogramable y borrada elctricamente). Es un tipo de memoriaROMque puede ser programada, borrada y reprogramada elctricamente, a diferencia de laEPROMque ha de borrarse mediante un aparato que emiterayos ultravioleta. Son memorias no voltiles.Las celdas de memoria de una EEPROM estn constituidas por untransistorMOS, que tiene una compuerta flotante (estructuraSAMOS), su estado normal est cortado y la salida proporciona un 1 lgico.Aunque una EEPROM puede ser leda un nmero ilimitado de veces, slo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y un milln de veces.Estos dispositivos suelen comunicarse mediante protocolos comoIC,SPIyMicrowire. En otras ocasiones, se integra dentro de chips comomicrocontroladoresyDSPspara lograr una mayor rapidez.FLASH: Lamemoria flash, derivada de la memoriaEEPROM, permite la lectura y escritura de mltiples posiciones de memoria en la misma operacin. Gracias a ello, la tecnologaflash, siempre mediante impulsos elctricos, permite velocidades de funcionamiento muy superiores frente a la tecnologa EEPROM primigenia, que slo permita actuar sobre una nica celda de memoria en cada operacin de programacin. Se trata de la tecnologa empleada en los dispositivos denominadosmemoria USB.