INTEGRANTES:
Murrugarra Velásquez Dave
CURSO:
Microprocesadores
TEMA:
microprocesadores
PROFESOR:
Ruiz Saavedra
ESPECIALIDAD:
Ing. Electrónica y Telecomunicaciones
CICLO:
VIII
¿QUÉ ES UN MICROPROCESADOR?
El microprocesador es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar e jecutar los programas. los programas. Este Este viene siendo el cerebro el cerebro de la computadora, la computadora, el el motor, motor, el el corazón corazón de esta máquina. Este ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar y dividir. El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos e lementos llamados transistores, llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
MICROPROCESADOR MICROPROCESADOR 80286 8028 6
El Intel 80286 (llamado oficialmente iAPX 286, también conocido como i286 o 286) es un microprocesador un microprocesador de 16 bits de la familia x86, familia x86, que que fue lanzado al mercado por Intel por Intel el 1 de febrero de 1982. Cuenta con 134.000 transistores. Al igual que su primo contemporáneo, el 80186, el 80186, puede puede ejecutar correctamente la mayor parte del software escrito para el Intel el Intel 8086 y el Intel el Intel 8088. 8088.2 Las versiones iniciales del i286 funcionaban a 7 y 8 MHz, pero acabó alcanzando una velocidad de hasta 25 MHz. Fue el microprocesador elegido para equipar al IBM al IBM Personal Computer/AT, Computer/AT, introducido en 1984, lo que causó que fuera el más empleado en los compatibles AT hasta principios de los 1990. A pesar de su gran popularidad, hoy en día quedan pocos ordenadores con el i286 funcionando. El sucesor del i286 fue el Intel el Intel 80386, de 80386, de 32 bits.
Diseño
El rendimiento del 80286 por ciclo de reloj es más del doble que el de sus predecesores, el Intel 8086 y el Intel 8088. De hecho, el aumento del rendimiento por ciclo de reloj puede ser el mayor entre las diferentes generaciones de procesadores x86. El cálculo de los modos de direccionamiento más complejos (como base + índice) utilizaba menos ciclos de reloj porque era realizado por un circuito especial en el 286; el 8086 tenía que realizar el cálculo de la dirección efectiva en la ALUgeneral, lo cual tomaba muchos ciclos. Además, las operaciones matemáticas complejas (como MUL/DIV) tomaban menos ciclos que en el 8086. Al tener un bus de direcciones de 24 bits, es capaz de direccionar hasta 16 MiB de memoria RAM, mientras que el 8086 solo puede direccionar 1 MiB. Aunque el MSDOS puede utilizar la RAM adicional (memoria extendida) mediante una llamada a la BIOS INT 15h, AH=87h, o como disco RAM o mediante emulación de memoria expandida habiendo habilitado previamente mediante software la memoria extendida, el costo de la memoria y la rareza de software que utilizara la memoria extendida y que pocos ordenadores basados en el i286 tuvieron más de 1 MiB de memoria. Adicionalmente, había una reducción de rendimiento involucrada al acceder la memoria extendida desde el modo real, como se indica a abajo. El último nivel E-stepping del 80286 fue un muy limpio CPU, libre de varios errores significativos que causaron problemas para los programadores y los escritores de sistemas operativos en los primeros CPU B-step y C-step (comunes en los AT y los clones AT).
MICROPROCESADOR 80386
El Intel 80386 (i386, 386) es un microprocesador CISC con arquitectura x86. Durante su diseño se lo llamó 'P3', debido a que era el prototipo de la tercera generación x86. El i386 fue empleado como la unidad central de proceso de muchos ordenadores personales desde mediados de los años 80 hasta principios de l os 90.
Fabricado y diseñado por Intel, el procesador i386 fue lanzado al mercado el 16 de octubre de 1985. Intel estuvo en contra de fabricarlo antes de esa fecha debido a que los costes de producción lo habrían hecho poco rentable. Los primeros procesadores fueron enviados a los clientes en 1986. Del mismo modo, las placas base para ordenadores basados en el i386 eran al principio muy elaboradas y caras, pero con el tiempo su diseño se racionalizó. En mayo de 2006 Intel anunció que la fabricación del 386 finalizaría a finales de septiembre de 2007.1 Aunque ha quedado obsoleto como CPU de ordenador personal, Intel ha seguido fabricando el chip para sistemas embebidos y tecnología aeroespacial. Debido al alto grado de compatibilidad, la arquitectura del conjunto de procesadores compatibles con el i386 suele ser llamada arquitectura i386. El conjunto de instrucciones para dicha arquitectura se conoce actualmente como IA-32.
Arquitectura El procesador i386 fue una evolución importante en el mundo de la línea de procesadores que se remonta al Intel 8008. El predecesor del i386 fue el Intel 80286, un procesador de 16 bits con un sistema de memoria segmentada. El i386 añadió una
arquitectura de 32 bits y una unidad de traslación de páginas, lo que hizo mucho más sencillo implementar sistemas operativos que emplearan memoria virtual. Intel introdujo posteriormente el i486, pero ni este ni sus sucesores han introducido tantos cambios en la arquitectura x86 como el i386 con su sistema de direccionamiento plano de 32 bits. Otros microprocesadores, como el Motorola 68000 tenían direccionamiento plano desde mucho antes. La mayoría de las aplicaciones diseñadas para ordenadores personales con un procesador i486 posterior al i386 funcionarán en un i386, debido a que los cambios del conjunto de instrucciones desde el i386 ha sido mínimo. Además el uso de las nuevas instrucciones puede ser evitado fácilmente. Adaptar un programa para el i286 es mucho más difícil. Debido al alto grado de compatibilidad, la arquitectura del conjunto de procesadores compatibles con el i386 suele ser llamada arquitectura i386. El conjunto de instrucciones para dicha arquitectura se conoce actualmente como IA-32.
MICROPROCESADOR 80486
80486 (i486, 486) Los Intel son una familia de microprocesadores de 32 bits con arquitectura x86 diseñados y fabricados por Intel Corporation y también fabricados mediante licencia o ingeniería inversa por otras empresas como IBM, Texas Instruments, AMD, Cyrix y Chips and Technologies con diseños distintos o clonados.
Los i486 son muy similares a sus predecesores, los Intel 80386. Las diferencias principales son que los i486 tienen un conjunto de instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante y un caché unificado integrados en el propio circuito integrado del microprocesador y una unidad de interfaz de bus mejorada. Estas mejoras hacen que los i486 sean el doble de rápidos que un i386 e i387 a la misma frecuencia de reloj. De todos modos, algunos i486 de gama baja son más lentos que los i386 más rápidos. Las velocidades de reloj típicas para los i486 eran:
16 MHz (no muy frecuente) 20 MHz (tampoco frecuente) 25 MHz 33 MHz 40 MHz 50 MHz (típicamente un motherboard de 25 MHz con duplicación del reloj dentro del microprocesador) 66 MHz (33 MHz con duplicación del reloj) 75 MHz (25 MHz con triplicación del reloj) 80MHz (versión de AMD de 40 MHz con duplicación de reloj) 100 MHz (33 MHz con triplicación del reloj) 120 MHz (40 MHz con triplicación de reloj, exclusivo de AMD).
Existió un 80486 de 133MHz fabricado por AMD denominado Am5x86-P75 que disponía de 16KB de caché L1, arquitectura de 0,35 micras (contra las 0,6 micras de los modelos anteriores), un multiplicador de 4x y FSB de 33 MT/s, del cual se fabricaron también diferentes versiones con diferente voltaje y diferente encapsulación, de 3,3 V y 3,45 V, posibilitando una enorme capacidad para el overclock que le permitía subir hasta los 160 Mhz, equiparando su rendimiento con el de un Pentium-90. Posteriormente AMD diseñó el Am5x86-P75+ de 150Mhz, 16KB de caché L1, multiplicador 3x y FSB de 55 MT/s a 3,45 V, haciéndolo el procesador 80486 más potente jamás fabricado, del cual apenas se comercializaron unidades siendo un preciado objeto de colección entre aficionados. El sucesor del microprocesador Intel 80486 es el Intel Pentium.
Importancia comercial
El primer fabricante de PC en diseñar y manufacturar un PC basado en el 386 fue Compaq, adelantando a IBM, que había sido la compañía dominante hasta entonces. IBM recibió ofertas para usar el procesador, pero prefirió seguir usando procesadores anteriores sobre los que tenía derechos de fabricación. El éxito del Compaq Deskpro 386 jugó un papel importante en la creación de la industria de clones PC, y estableció a Intel (y Microsoft) como el proveedor central de componentes. Desde un punto de vista comercial, el i386 fue importante debido a que fue el primer microprocesador disponible desde una única fuente. Anteriormente, la dificultad de producir los circuitos integrados y la poca fiabilidad para producir una cantidad suficiente hacían que necesariamente hubiera más de un fabricante de los circuitos de más éxito comercial, que licenciaban la tecnología al diseñador original. El hecho de que Intel no licenciara el diseño del i386 hizo que tuviera más control sobre su desarrollo y que tuviera mayores beneficios. De todos modos, AMD introdujo su procesador AMD Am386 compatible con el i386 en marzo de 1991, después de solventar varios obstáculos legales. Esto rompió el monopolio de Intel sobre la arquitectura i386. Posteriormente Cyrix ofrecería los procesadores Cx486SLC y Cx486DLC, compatibles pin a pin con el 80386SX y 80386DX respectivamente.
PROCESADOR PENTIUM III
El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado y distribuido por Intel; el cual es una modificación del Pentium Pro. Fue lanzado el 26 de febrero de 1999. Las primeras versiones eran muy similares al Pentium II, siendo la diferencia más importante la introducción de las instrucciones SSE. Al igual que con el Pentium II, existía una versión Celeron de bajo presupuesto y una versión Xeon para quienes necesitaban de gran poder de cómputo. Esta línea ha sido finalmente reemplazada por el Pentium 4, aunque la línea Pentium M, para equipos portátiles, está basada en el Pentium III. Existen tres versiones de Pentium III: Katmai, Coppermine y Tualatin.
PROCESADOR PENTIUM IV
El Pentium 4 fue una línea de microprocesadores de séptima generación basado en la arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado el 20 de noviembre de 2000.1 El 8 de agosto de 2008 se realiza el último envío de Pentium 4,2 siendo sustituido por los Intel Core Duo Para sorpresa de la industria informática, la nueva microarquitectura NetBurst del Pentium 4 no mejoró en rendimiento al viejo diseño de la microarquitectura Intel P6 del Pentium III, según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en
el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE. En 2004, se agregó el conjunto de instrucciones x86-64 de 64 bits al tradicional set x86 de 32 bits. Al igual que los Pentium II y Pentium III, el Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo presupuesto (Celeron), y una orientada a servidores de gama alta (Xeon). Los nombres de código, a partir de la evolución de las distintas versiones, son: Willamette (180 nanómetros), Northwood (130 nm), Gallatin (Extreme Edition, también 130 nm), Prescott (90 nm) y Cedar
PROCESADOR CORE I3
Intel ofrece en el mercado generalista una gran cantidad de procesadores. Estos, están divididos en familias según las prestaciones que ofrecen. Los más sencillos son los Celeron, después viene la gama Pentium y por último nos encontramos con los i3, i5 e i7. También conocidos como Intel Core. Los primeros procesadores i3 aparecen en el mercado el día 7 de Enero de 2010. Son la evolución de los Intel Core 2 Duo. Estamos en el segmento que se denomina "value" ya que esta dirigido a dar valor a aquellos usuarios con un presupuesto limitado. Sin embargo, no te lleves a engaño, un i3 cubre sin problemas las necesidades de entre un 80 o 90% de los usuarios de PCs.
Características principales Núcleos. Los i3 son procesadores con 2 núcleos. Añadido a esta característica incorporan hyperthread, lo cual les permite funcionar con 4 hilos de procesamiento en paralelo. Si no tienes idea de que esto no te agobies, lo que quiere decir es que este procesador será capaz de hacer que la mayoría de tus aplicaciones funcione de forma fluida. Flojeando en
aquellas que necesitan un mayor número de núcleos, como por ejemplo filtros de imágenes, procesado de vídeo, renderizado de imágenes tridimensionales.
Tarjeta gráfica integrada. Los i3 poseen una tarjeta gráfica integrada. Según la generación a la que pertenecen tendrá unas prestaciones u otras. Con esto puedes hacerte un equipo más económico, al ahorrarte una discreta, pero esta tendrá que utilizar la memoria RAM para funcionar. Esto lleva a que quede menos espacio para la ejecución de varios programas simultáneamente.
Controlador de memoria integrado. No esta solo añadida la tarjeta gráfica, también se ha incluido dentro del procesador el controlador de memoria. Esto, aunque tiene la ventaja de aumentar la velocidad ya que el acceso es directo, hace que para un modelo i3 sólo puedas usar las memorias DDR 3.
PCI Express integrado. Los procesadores i3 tienen un controlador PCI Express 2.0 integrado. De esta forma, la tarjeta gráfica, en caso de usar una discreta, estará conectada directamente al procesador.
PROCESADOR CORE I5
La línea Core i5-2xxx de procesadores de escritorio son en su mayoría los chips de cuatro núcleos, con la excepción de los de doble núcleo Core i5-2390T, e incluyen gráficos integrados, combinando las características de la anterior lineas Core i5-6xx y Core i5-7xx. La letra despues de los numeros de cuatro dígitos del modelo indican: multiplicador desbloqueado (K), de baja potencia (S) y ultra bajo consumo de energía (T). Intel Core i5 cuenta con dos versiones una para ordenadores de escritorio y la otra
para ordenadores portátiles. Mostraremos solo las características de Intel Core i5 para equipos de escritorio. Los primeros Intel Core i5 se introdujeron en el mercado el 8 de septiembre del 2009. Características Procesador Intel Core i5 Clarkdale 32 nm
Core i5-650 | Core i5-655K | Core i5-660 | Core i5-661 | Core i5-670 | Core i5-680 -Basados en la microarquitectura deWestmere. -Todos los modelos soportan:MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSSE3,SSE4.1,SSE4.2, Intel mejoradoSpeedStep(EIST),Int el 64, Poco XD (unNX pocoaplicación),TXT,Intel VT-x,Intel VT-d,Hyper-Threading,Turbo Boost,AES-NI,Smart Cache. -Core i5-655K, Core i5-661 no es compatible con Intel TXT y Intel VT-d. -Características Core i5-655K un multiplicador desbloqueado. -FSB ha sido reemplazado por DMI. -Gráficos y controlador de Memoria integrado.
PROCESADOR CORE I7
Intel Core i7 es una familia de procesadores de cuatro núcleos de la arquitectura Intel x86-64. Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la microarquitectura Nehalem de Intel y es el sucesor de la familia IntelCore 2. El identificador Core i7 se aplica a la familia inicial de procesadores con el nombre clave Bloomfield. El pseudónimo Core i7 no tiene un significado concreto, pero continúa con el uso de la etiqueta Core. Estos procesadores, primero ensamblados en Costa Rica, fueron comercializados el 17 de noviembre de 2008, y actualmente es manufacturado en las plantas de fabricación que posee Intel en Arizona, Nuevo México y Oregón, aunque la de Oregón se prepara para la fabricación de la siguiente generación de procesadores de 32 nm.
Características de Core i7 Nehalem representa el cambio de arquitectura más grande en la familia de procesadores Intel x86 desde el Pentium Pro en 1995. La arquitectura Nehalem tiene muchas nuevas características. La primera representa un cambio significativo desde el Core 2: - FSB es reemplazado por la interfaz QuickPath (sólo en Intel Core i7, ya que el FSB es reemplazado por HyperTransport en otros procesadores). Las placas base deben utilizar un chipset que soporte QuickPath. De momento solo esta disponible para placas base de Asrock, Asus, DFI , EVGA , GigaByte , Intel , MSI y XFX. - El controlador de memoria se encuentra integrado en el mismo procesador. - Memoria de tres canales: cada canal puede soportar una o dos memorias DIMM DDR3. Las placa base compatibles con Core i7 tienen cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o cuatro, y las DIMMs deben ser instaladas en grupos de tres, no dos. - Soporte para DDR3 únicamente. - Turbo Boost: La misma permite a los distintos núcleos acelerarse "inteligentemente" por sí mismos cada 133 MHz por encima de su velocidad oficial, mientras que los requerimientos térmicos y eléctricos de la CPU no sobrepasen los predeterminados. - Dispositivo Single-die: Los cuatro núcleos, el controlador de memoria, y la cache se encuentran dentro del mismo encapsulado. - HyperThreading reimplementado. Cada uno de los cuatro núcleos puede procesar dos tareas simultáneamente, por tanto el procesador aparece como ocho CPUs desde el sistema operativo. Esta característica estaba presente en la antigua microarquitectura Netburst introducida en los Pentium 4 HT. - Solo una interfaz QuickPath: No concebida para placas base multiprocesador. - Tecnología de proceso de 45 nm o 32 nm. - 731 millones de transistores. - Sofisticada administración de energía, puede colocar un núcleo no utilizado en modo sin energía. - Capacidad de overclocking muy elevada (se puede acelerar sin problemas hasta los 4 4,1 GHz).
MICROCONTROLADOR PIC
El nombre verdadero de este microcontrolador es PICmicro (Peripheral Interface Controller), conocido bajo el nombre PIC. Su primer antecesor fue creado en 1975 por la compañía General Instruments. Este chip denominado PIC1650 fue diseñado para propósitos completamente diferentes. Diez años más tarde, al añadir una memoria EEPROM, este circuito se convirtió en un verdadero microcontrolador PIC. Hace unos pocos años la compañía Microchip Technology fabricó la 5 billonésima muestra.
Todos los microcontroladores PIC utilizan una arquitectura Harvard, lo que quiere decir que su memoria de programa está conectada a la CPU por más de 8 líneas. Hay microcontroladores de 12, 14 y 16 bits, dependiendo de la anchura del bus.
Algunas ventajas de los microcontroladores PIC de Microchip:
Eficiencia del código: permiten una gran compactación de los programas.
Rapidez de ejecución: a frecuencia de 20MHz->5 millones de instr./seg.
Seguridad en acceso por la separación de memoria de datos y de programa.
Juego reducido de instrucciones y de fácil aprendizaje.
Compatibilidad de pines y código entre dispositivos de la misma familia o sin reducción de las prestaciones internas (muy versátiles).
Gran variedad de versiones en distintos encapsulados (desde 8 hasta 84 pines) sin reducción de las prestaciones internas (muy versátiles).
Posibilidad de protección del código muy fiable.
Herramientas de desarrollo software y hardware abundantes y de bajo coste.
ESTRUCTURA
MICROCONTROLADOR ARDUINO
El ATmega328p es un chip microcontrolador creado por Atmel y pertenece a la serie megaAVR.
Especificaciones
El Atmega328 AVR 8-bit es un Circuito integrado de alto rendimiento que está basado un microcontrolador RISC, combinando 32 KB ISP flash una memoria con la capacidad de leer-mientras-escribe, 1 KB de memoria EEPROM, 2 KB de SRAM, 23 líneas de E/S de propósito general, 32 registros de proceso general, tres temporizadores flexibles/contadores con modo de comparación, interrupciones internas y externas, programador de modo USART, una interfaz serial orientada a byte de 2 cables, SPI puerto serial, 6-canales 10-bit Conversor A/D (canales en TQFP y QFN/MLF packages), "watchdog timer" programable con oscilador interno, y cinco modos de ahorro de energía seleccionables por software. El dispositivo opera entre 1.8 y 5.5 voltios. Por medio de la ejecución de poderosas instrucciones en un solo ciclo de reloj, el dispositivo alcanza una respuesta de 1 MIPS, balanceando consumo de energía y velocidad de proceso .
Parámetros
Aplicaciones Hoy el ATmega328 se usa comúnmente en múltiples proyectos y sistemas autónomos donde un micro controlador simple, de bajo consumo, bajo costo es requerido. Tal vez la implementación más común de este chip es en la popular plataforma Arduino, en sus modelos Uno y Nano. Usando el ATmega328 como una alternativa a Arduino Una guía fácil de cómo usar el Atmega328 como una alternativa a Arduino puede ser encontrada aquí. Además, también se encuentra el ATmega328p (pico power) que consiste en un ahorro de energía que es tan solo una característica adicional del ATmega328 pero su funcionamiento es el mismo.
