ENGENHARIA DE SISTEMAS MICROPROCESSADOS

Documentos relacionados
AULA1 Introdução a Microprocessadores gerais. Disciplina: Aplicações Avançadas de Microprocessadores (AAM)

Microprocessadores. São máquinas elétricas onde podemos armazenar instruções lógicas, aritméticas e de tomada de decisão;

Aula 10 Microcontrolador Intel 8051 Parte 1

Introdução aos microcontroladores Microcontroladores e microprocessadores Tecnologia em Manutenção Industrial

Algoritmos e Lógica de Programação Componentes e Arquitetura

Conjunto de Instruções e Modelos de Arquiteturas

Componentes de um Computador Típico

14/3/2016. Prof. Evandro L. L. Rodrigues

ARQUITETURA DE COMPUTADORES. Organização de Sistemas Computacionais. Prof.: Agostinho S. Riofrio

Organização de Computadores I

SEL-433 APLICAÇÕES DE MICROPROCESSADORES I

Arquitetura e Organização de Processadores. Aula 1. Introdução Arquitetura e Organização

Arquitetura de Microcontroladores Microcontroladores e Microprocessadores Especialização em Automação Industrial

SISTEMAS MICROCONTROLADOS

INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO ORGANIZAÇÃO COMPUTACIONAL

SEL-0415 Introdução à Organização de Computadores Aula 2 Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira

Introdução à Organização de Computadores. Aula 8

Sistemas Embebidos I , Tiago Miguel Dias ADEETC - Secção de Arquitecturas e Sistemas Operativos

Modelo de Von Neumann

Sistemas Operacionais. Conceitos de Hardware

INFORMÁTICA BÁSICA HARDWARE: COMPONENTES BÁSICOS E FUNCIONAMENTO.

Conjunto de Instruções e Modelos de Arquiteturas

Hardware: Componentes Básicos. Sistema de Computador Pessoal. Anatomia de um Teclado. Estrutura do Computador. Arquitetura e Organização

Microcontroladores. Rafael Silva de Lima

Sistemas Embarcados. Prof. Dr. Fábio Rodrigues de la Rocha. (Apresentação) 1 / 45

Sistemas Operacionais

MSP430 - Arquitertura

ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

Organização Básica de Computadores. Organização Básica de Computadores. Organização Básica de Computadores. Organização Básica de Computadores

Principais Componentes do Gabinete. Componentes Básicos de um Computador. CPU ou UCP (Processador) 17/02/2017

Sistemas de Microprocessadores I Lista de exercícios (questões de provas de semestre anteriores)

Capítulo 2 Livro do Mário Monteiro Componentes Representação das informações. Medidas de desempenho


Arquitetura e organização de computadores Uma visão geral

Estrutura Básica de um Computador

PSI3441 Arquitetura de Sistemas Embarcados

Conceitos Básicos Processador

Nome: N.º Ano: Turma: Turno: Responde às seguintes questões 1. Qual o primeiro nome do computador à base de transístores?

Barramentos internos/externos

SEL-433 Aplicação de Microprocessadores I. Prof: Adilson Gonzaga

Arquitetura de Computadores. Prof. João Bosco Jr.

HARDWARE. Givanaldo Rocha

CPU. Funções: Componentes: Processamento; Controle. UC (Unidade de Controle); Registradores; ALU s, FPU s etc. Arquitetura de Computadores 3

Organização de Computadores Aula 05

INTRODUÇÃO: MICROCONTROLADORES

Sistemas Operacionais. Visão Geral

Objetivos MICROCONTROLADORES I HARDWARE. Aula 01a: Introdução ao Hardware. Prof. Mauricio. Diferença entre Microprocessador e Microcontrolador

1) Considere a situação atual da memória do sistema computacional abaixo discriminada.

HARDWARE COMPONENTES BÁSICOS E FUNCIONAMENTO. Wagner de Oliveira

Arquitetura de Computadores

Arquitetura de Computadores Aula 11 - Multiprocessamento

ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES PROF. DEJAIR PRIEBE

Arquitetura do Disciplina de Microcontroladores. Prof. Ronnier Prof. Rubão

Projeto de Sistemas Embarcados

Hardware. Informática

Organização de Computadores

Os computadores ditigais podem ser classificados em 5 grupos distintos:

O Sistema de Computação

INSTITUTO FEDERAL CATARINENSE Campus Ibirama

Estrutura de um computador digital. Gustavo Queiroz Fernandes

Sistemas Operacionais. Adão de Melo Neto

Microarquiteturas Avançadas

Arquitetura e Organização de Computadores. Processador Registrador Memória. Professor Airton Ribeiro

AULA1 Introdução a Microprocessadores gerais

Barramento. Prof. Leonardo Barreto Campos 1

Elementos básicos de uma Arquitetura Computacional

Universidade Federal do Rio de Janeiro Bacharelado de Ciência da Computação. Arquitetura de Computadores I. RISC versus CISC

HARDWARE COMPONENTES DO COMPUTADOR

Hardware, Processador e Memória

Algoritmos Computacionais

Organização e Arquitetura de Computadores INTRODUÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL SISTEMAS DE INFORMAÇÃO - CÂMPUS DE COXIM INTRODUÇÃO A SISTEMAS DIGITAIS. Lista de Exercícios 01

Aplicações Avançadas de Microprocessadores. Professor: Marco Shawn Meireles Machado

Organização e Arquitetura de Computadores I

Organização de Computadores (revisão) André Tavares da Silva

Arquitetura e Organização de Computadores. Processador Registrador Memória. Professor Airton Ribeiro

AGT0001 Algoritmos Aula 01 O Computador

Problemas em Tecnologia da Informação

Introdução aos Sistemas de Computação (ISC) Curso de Administração de Negócios Eletrônicos Professor :

Hardware. Componentes Básicos e Funcionamento

AULA 03: FUNCIONAMENTO DE UM COMPUTADOR

Tópicos Avançados em Sistemas Computacionais: Infraestrutura de Hardware Aula 02

MICROPROCESSADORES. Aula 10

FACULDADE LEÃO SAMPAIO

INTRODUÇÃO À ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES. Função e Estrutura. Introdução Organização e Arquitetura. Organização e Arquitetura

AULA2 Introdução a Microcontrolador. Disciplina: Aplicações Avançadas de Microprocessadores (AAM)

Ivinhema-MS. Prof. Esp. Carlos Roberto das Virgens.

SSC510 Arquitetura de Computadores 1ª AULA

AULA 01: APRESENTAÇÃO

Curso Técnico de Nível Médio

Unidade I. Organização de Computadores. Prof. Renato Lellis

Sistemas Operacionais. Sistema de entrada e Saída

ARQUITETURA DE COMPUTADORES. Professor: Clayton Rodrigues da Siva

HARDWARE Componentes do Computador

Montagem e Manutenção Processadores

Computação L. Apresentação da Disciplina e Conceitos Básicos de Computadores

História da Computação

Introdução à Informática. Aula 1

Transcrição:

ENGENHARIA DE SISTEMAS MICROPROCESSADOS Prof. Pierre Vilar Dantas Turma: 0040-A Horário: 4N Aula 01-26/07/2017

Plano de ensino

Professor www.linkedin.com/in/pierredantas/

TÓPICOS Conceitos gerais. Evolução dos microprocessadores. Arquiteturas. Principais características dos microprocessadores. Critérios para escolha de um microprocessador. Exercícios.

Conceitos Gerais

Conceitos Gerais Microprocessador; Microcomputador; Microcontrolador; DSP (Digital Signal Processor).

Arquitetura Básica de um Microcomputador Von Newman - CISC Complex Instruction Set Computer Memória CPU Programa I/O Dados Barramento de Dados Barramento de Controle Barramento de Endereços

Arquitetura Básica de um Microcomputador Von Newman - CISC Complex Instruction Set Computer Os dados e instruções são armazenados em uma única memória de leitura e escrita, mais simples, menos restritivo, menos eficiente, execução sequencial de instruções; Dados e instruções armazenados em uma única memória de leitura e escrita; Endereçamento da memória por posição e não pelo tipo; Execução sequencial de instruções; Único caminho entre memória e CPU; Usado pela maioria dos microprocessadores tradicionais.

Arquitetura Básica de um Microcomputador Harvard - RISC Reduced Instruction Set Computer Bus de Códigos Bus de Dados Programa Bus de Endereços CPU Bus de Endereços Dados

Arquitetura Básica de um Microcomputador Havard - RISC Reduced Instruction Set Computer Variação da arquitetura von Neumann; Barramentos separados para instruções e dados, portanto trafegam em barramentos diferentes => paralelismo; Memórias separadas para instruções e dados; Arquitetura mais complexa; Acesso simultâneo às memórias; Pipeline*; Usado pela grande maioria dos microcontroladores e DSPs.

RISC x CISC RISC Instruções simples de apenas 1 ciclo Referencias a memória só com LOAD/STORE Uso intensivo de pipeline Instruções executadas por hardware Instruções de formato fixo Poucas instruções com poucos modos de endereçamento A complexidade está no compilador Vários conjuntos de registradores CISC Instruções complexas com vários ciclos Qualquer instrução pode referenciar à memória Pouco uso de pipeline Instruções interpretadas por microprograma Instruções com formato variável Muitas instruções com muitos modos de endereçamento A complexidade está no microprograma Um único conjunto de registradores

Evolução dos Microcontroladores Microprocessadores de 8/16 bits Microcomputadores de 8/16 bits S.O. 8/16 bits Aplicações de propósito geral Aplicações específicas Expansão de barramentos Expansão de clock Uso intenso de armazenamento secundário Hierarquia de memória Casamento com o S.O. Pipeline Microprocessadores de 8/16 bits Microcontroladores 4/8/16 bits Sistemas dedicados Apenas um processamento por vez Integração de I/O e memória S.O. Kernels Instruções voltadas para controle Computação em tempo real

Microprocessador CPU para computadores de propósito geral; Não apresenta RAM, ROM, I/O embarcada na CPU. CPU Data Bus Diversos chips na placa mãe µp de propósito geral RAM ROM I/O Port Timer Serial COM Port Address Bus

Microcontrolador Um computador em um único chip; RAM, ROM, I/O portas: embarcados. CPU I/O Port RAM Timer ROM Serial COM Port Chip único

Sistema Embarcado Processador está embarcado na aplicação; Utiliza um microprocessador ou microcontrolador para fazer uma tarefa apenas; Existe somente uma aplicação de software que normalmente está gravada em ROM; Normalmente existe a interação com o meio ambiente ou com o operador; Exemplo: impressora, teclado, video game, celular, tablet, etc.

Critérios para a escolha de um Microcontrolador Combinar as necessidades computacionais com o custo Velocidade, quantidade de memória ROM e RAM, Ports de I/O, packaging, consumo de potencia; Facilidades de atualização (upgrade); Custo por unidade. Disponibilidade de software e ferramentas de desenvolvimento Assemblers, debuggers, compilador, emulador, simulador, suporte técnico. Fornecimento de materiais e insumos com facilidade e confiabilidade; Grau de especialização de equipe de desenvolvimento.

Arquitetura interna de um microcontrolador

Processadores Digitais de Sinais (DSP) Otimizado para o tratamento digital de sinais; Aplicações que exigem processamento de sinais em tempo real: Áudio, imagem, temperatura, intensidade luminosa, pressão, sinais biomédicos, etc. Capazes de realizar operações MAC (Multiplica e Acumula, em um único ciclo de instrução), permitindo o processamento em tempo real.

Principais características dos DSPs Processadores para tratamento de dados em ponto fixo ou flutuante; Arquitetura otimizada para computação intensiva; Modos de endereçamento especiais para suporte eficiente a operações de processamento de sinais (endereçamento circular para tratamento de filtros, endereçamento bit-reverse para transformada rápida de Fourier); Formato de dados (16 ou 32 bits típicos); Muitos periféricos especializados on chip (portas seriais, memória, timers, conversores A/D e D/A, geradores de PWM, etc); Baixo custo; Baixo consumo.

Hardware/Software/Firmware Hardware e Software Hardware: conjunto de dispositivos elétricos/eletrônicos que englobam a CPU, a memória e os dispositivos de E/S; Software: consiste em algoritmos e suas representações para o computador ou seja, os programas. Firmware Programa ou conjunto de programas que orientam a sua inicialização e operação. Por esta razão são softwares permanentemente residentes em ROM.

Memória

Memória

ARQUITETURAS Pela escolha do seu conjunto de instruções podemos ter: Arquiteturas CISC (Complex Instruction Set Computer) As máquinas CISC apresentam um conjunto muito grande de instruções (acima de 100 por exemplo) e algumas delas são executadas em múltiplos ciclos de relógio. Arquiteturas RISC (Reduced Instruction Set Computer) Quando apresentam um conjunto específico de instruções, sendo de mesmo tamanho e são normalmente processadas em um único ciclo.

ARQUITETURAS Implementações CISC e RISC vem se tornando cada vez mais similares; Arquiteturas RISC da atualidade possuem um número de instruções equivalente as arquiteturas CISC de gerações anteriores; Arquiteturas CISC passaram a executar mais de uma instrução por ciclo, utilizando pipeline;

Pipeline Técnica de hardware que permite que a CPU realize busca de uma ou mais instruções além da próxima a ser executada; Estas instruções são colocadas em uma fila de memória(dentro da CPU) onde aguardam o momento de serem executadas; É utilizada para acelerar a velocidade de operação da CPU, uma vez que a próxima instrução a ser executada está normalmente armazenada dentro da CPU e não precisa ser buscada da memória, normalmente muito mais lenta que a CPU; Cache-oblivious/cache-aware.

Exercícios Qual a diferença básica entre microprocessador e microcontrolador? O que é memória cache? Qual a sua finalidade? Quais as diferenças entre software e firmware? Como são definidas as arquiteturas dos computadores? Explique. Quais as principais características dos Microprocessadores? Quais as principais características dos DSPs? Qual a diferença fundamental entre a arquitetura von Neumann e a Harvard? Qual é a mais rápida? Justifique. O que é pipeline? Qual a vantagem? Qual a diferença entre CISC e RISC? O que são em computação ponto fixo e flutuante de números reais? Mandar as respostas em PDF usando o link: https://www.dropbox.com/request/uvnfnsmxwjdsqqnor0n6