- Los microprocesadores son el núcleo electrónico del ordenador. Para su correcto trabajo constan de distintas partes interconectadas. La interconexión de estas partes y la forma de comunicarse tanto entre ellas como con el resto del ordenador han determinado las distintas estructuras de ensamblaje (arquitecturas) de los microprocesadores
- Existen como arquitecturas principales:
o CISC: Complex Instruction Set Computer: Conjunto de instrucciones complejo. Instrucciones sofisticadas y potentes
o RISC: Reduced Instruction Set Computer: Conjunto de instrucciones reducido. Instrucciones simples y se ejecutan en un solo ciclo.
o SISC: Small Instruction Set Computer: Conjunto de instrucciones específico y reducido
El resto de arquitecturas implementadas tienen distintos nombres y son evolución de éstas. Así tenemos:
o RISC/CISC:
o EPIC Explicitly parallel instruction computer, para procesadores en paralelo
Las arquitecturas CISC y RISC son ejemplos de CPU con un conjunto de instrucciones para arquitecturas basadas en registros
- Las principales tecnologías de arquitectura de microprocesadores atiende a su capacidad y características de:
o Direccionamiento
o Encapsulado
- El microprocesador funciona en base a la repetición de ciclos de instrucciones. El flujo de los procesos elementales que cada ciclo tiene es la base de procesamiento de datos del microprocesador
- La rápida expansión y uso de los ordenadores han dado lugar a cada vez más complejos y más potentes microprocesadores que pudiesen satisfacer la demanda de cómputo, cálculo y proceso de datos de vídeo y multimedia principalmente
- Las características técnicas comerciales de los procesadores hacen referencia a:
o Ancho de bus(datos y comunicaciones) medido en bits
o Frecuencia(Mal llamada velocidad) de proceso interna y externa
o Conjunto de palabras que es capaz de reconocer y ejecutar.
o Tipo y tamaño de la memoria caché
o Tipo, conjunto y número de registros accesibles
o Tamaño de palabra de trabajo medida en bits. Procesadores de 32 bits o de 64 bits son los más usados hoy en día.
- Existen distintos fabricantes de procesadores entre los que cabe destacar INTEL, AMD o MOTOROLA que constituyen la implementación más frecuente. Otros procesadores más avanzados son fabricados por IBM, Texas Instruments, etc o están muy especializados (Conjunto de instrucciones avanzadas) y se encuentran en las consolas de juegos para ordenador de SONY o NINTENDO
- Los procesadores se comunican con el exterior atendiendo a dos tipos de buses: los buses de datos y los buses de instrucciones. Existen distintas formas o protocolos de comunicación.
- La conexión en paralelo de varios procesadores incrementa la capacidad de cálculo y proceso y surge como una necesidad ante el continuo incremento de la demanda de cómputo prefiriéndose conectar procesadores de arquitectura RISC de 64 bit a desarrollar procesadores de 128 bits
Partes de un microprocesador
- El encapsulado: es lo que rodea a la óblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo en su placa base
- La memoria caché: Es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM reduciendo el tiempo de espera. Niveles L1 y L2 (Más grande, auqnue algo menos rápida)
- Coprocesador matemático o correctamente FPU (Unidad de coma flotante)Es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del micro en otro chip. Esta parte está considerada como una parte "lógica" junto con los registros , la unidad de control, memoria y bus de datos
- Los registros: son básicamente, un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en el procesador. Un grupo de registros está diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador peor que la CPU los utiliza en algunas operaciones
- La memoria: Es el lugar donde el procesador encuentra sus instrucciones de programa y sus datos. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador
- Puertos: Es la manera en que al procesador se comunica con el mundo externo.
Físicamente, el chip del microprocesador está constituido por una pastilla de silicio en la que por distintos procedimientos fotoquímicos se han insertado varios millones de transistores en una óblea de 1,5 cm x 1,5 cm, aproximadamente. Para darle un soporte con la rigidez adecuada, la óblea se "encapsula" en un soporte de cerámica de unos 6x6x0,5 cm, aproximadamente que le da su aspecto externo. La parte inferior está rodeada de los contactos o "pines" que permiten la conectividad del microprocesador con el resto de elementos del sistema.
Comunicaciones:
- El procesador está conectado con el resto de elementos del ordenador mediante una serie de conexiones materializadas en las patillas del chip, las cuales se alojan en un zócalo situado en la placa base. El número de estas conexiones exteriores ha aumentado paralelamente a la complejidad de los procesadores.
Las señales del microprocesador van a tener dos características bien marcadas:
- Señales de Control: Utilizará el bus de control y las señales serán reconocidas por el elemento periférico al que están destinadas. Es muy importante resaltar la necesidad del sncronismo ya que no todos los buses funcionan a la misma frecuencia.
- Señales de información. Utilizará el bus de datos y el bus de direcciones. Por el bus de datos se trasladarán los datos necesarios desde y hacia la CPU y desde y hacia las distintas memorias o elementos de almacenamiento externos. Por el bus de direcciones, viajarán las instrucciones que hacen reconocer donde se han de recoger o alojar los datos
Los modos de direccionamiento son los distintos modos de acceder a los datos en memoria por parte del procesador:
- Inmediato
- De registro
- Directo o absoluto
- Indirecto
- Indirecto con índice o indexado
- Indirecto con base o indexado a base
Fin tema procesador
