Arquitectura de Computadores I. Sistemas de Memória Arquitectura global de MicroComputadores

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1 Sistemas de emória Arquitectura global de icrocomputadores António. Gonçalves Pinheiro Departamento de Física Covilhã - Portugal pinheiro@ubi.pt

2 Circuitos de emória Tipos de emória RO - Read Only emory RA - Random Access emory Am-1... A1 A0 RD Dn-1... D1 D0 Am-1... A1 A0 RD Dn-1... D1 D0 n - Dimensão da palavra m - Dimensão da memória (n bits). (2 m palavras de n bits).

3 Ligação de emórias em Paralelo Circuitos de emória Aumentar a Dimensão da Palavra Aumentar o Número de Palavras

4 Aumentar a Dimensão da Palavra (4 8 bits) Circuitos de emória An-1 A1 A0 An-1... A1 A0 An-1... A1 A0 D3 D2 D1 D0 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

5 Circuitos de emória Aumentar o Número de Palavras (2 n 2 n+2 palavras) An+1 An An-1 A1 A0 X/Y An-1... A1 A0 An-1... A1 A0 D7D6D5D4D3D2D1D0 An-1... A1 A0 An-1... A1 A0 D7D6D5D4D3D2D1D0 D7D6D5D4D3D2D1D0 D7D6D5D4D3D2D1D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

6 Circuitos de emória Exemplo de Ligação em Paralelo Quais os endereços ocupados pelos circuitos de memória? A A 19 A 17 A 18 X/Y & EN A A D D A 16 A 15 A A A D D D

7 odelo de von Neuman Barramento de Endereços µprocessador emória Entrada/Saída Barramento de Dados Sinais de Controlo

8 Estrutura de µprocessadores R W S S W A Z A ALU Acumulador atriz de Registos Registo α Registo β Registo γ Registo ε R A "Buffer" CK

9 Estrutura de µprocessadores R W S S W A Z A ALU Acumulador atriz de Registos Registo α Registo β Registo γ Registo ε R A "Buffer" "Buffer" W D R D CK Barramento de Dados Registo de Endereço I E W E R E Barramento de Endereços

10 Estrutura de µprocessadores R W S S 1 0 Registo de Instrucção W I R I atriz de Registos ALU Registo α Registo β Registo γ Controlador W A Z A Acumulador Registo ε 1 0 W A Z A R E W E S 1 S 0 W D R D R A "Buffer" "Buffer" W D R D 2 R A I E R W W I R I CK Barramento de Dados Registo de Endereço I E W E R E Barramento de Endereços

11 Estrutura de µprocessadores R W S S 1 0 Registo de Instrucção W I R I atriz de Registos ALU Registo α Registo β Registo γ Controlador W A Z A Acumulador Registo ε 0 Z A R P 1 W A W P R E W E S 1 S 0 W D R D R A "Buffer" "Buffer" W D R D 2 R A I P I E R W W I R I CK Barramento de Dados Contador de Programa I P W P R P Registo de Endereço I E W E R E Barramento de Endereços

12 ALU - Unidade Lógica e Aritmética OPERAÇÃO A + B A - B A A A AND B A OR B A EXOR B NOT(A)

13 Instrucções TRÊS GRUPOS: - OPERAÇÕES DE OVIENTO DE DADOS - OPERAÇÕES ARITÉTICAS E LÓGICAS - OPERAÇÕES DE CONTROLO DE PROGRAA EXEPLO: INSTRUCÇÕES DE 8 BITS: I 7 I 6 TIPO DE OPERAÇÃO 0 - ARITÉTICAS E LÓGICAS 1 0 OVIENTO DE DADOS 1 1 CONTROLO DE PROGRAA

14 Instrucções OPERAÇÕES DE OVIENTO DE DADOS I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I 1 I 0 NEÓNICA OPERAÇÃO s 1 s 0 d 1 d 0 OV R d,r s OVE CONTEÚDO DE R s PARA d 1 d 0 LD R d R d CARREGA R d CO CONTEÚDO DO ENDEREÇO s 1 s ST R s ARAZENA R s NO ENDEREÇO s 1 s OV EL,R s BAIXA DO REGISTO DE ENDE- OVE R s PARA A PARTE REÇO s 1 s OV EH,R s OVE R s PARA A PARTE ALTA s 1 s OV PC,EH DO REGISTO DE ENDEREÇO OVE REGISTO DE ENDEREÇO PARA O CONTADOR DE PRO- GRAA

15 Instrucções OPERAÇÕES ARITÉTICAS E LÓGICAS I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I 1 I 0 NEÓNICA OPERAÇÃO NOP NO OPERATION" d 1 d 0 s 1 s 0 ADD R d,r s R d R d + R s d 1 d 0 s 1 s 0 SUB R d,r s R d R d - R s d 1 d INC R d R d R d d 1 d DEC R d R d R d d 1 d 0 s 1 s 0 AND R d,r s R d R d AND R s d 1 d 0 s 1 s 0 OR R d,r s R d R d OR R s d 1 d 0 s 1 s 0 EXOR R d,r s R d R d EXOR R s d 1 d NOT R d R d NOT(R d )

16 Instrucções OPERAÇÕES DE CONTROLO DE PROGRAA I 7 I 6 I 5 I 4 I 3 I 2 I 1 I 0 NEÓNICA OPERAÇÃO JP SALTO INCONDICIONAL C 2 C 1 C 0 JCC SALTO CONDICIONAL CALL ROTINA INCONDICIONAL C 2 C 1 C 0 CCC ROTINA CONDICIONAL RET RETORNO DE ROTINA

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