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Microprocessadores e Microprocessadores e MicrocontroladoresMicrocontroladores

Matheus W. Romo

Microprocessadores - Matheus Romo

SIMPLE AS POSSIBLE 1 SIMPLE AS POSSIBLE 1 SAP1SAP1

Computador: O mais simples

possvel.

Introduo aos principais aspectos

envolvidos no funcionamento de

um computador.

Apesar de simples, apresenta uma

srie de conceitos que possibilitam

o entendimento de arquiteturas

mais complexas.mais complexas.


SIMPLE AS POSSIBLE 1 SIMPLE AS POSSIBLE 1 SAP1SAP1

ULA: Acumulador A; Somador/Subtrator; Registrador B.

Unidade de Controle: Contador de Programa; Registrador de Instrues;

Controlador/Sequencializador; Sinais

de CLR e CLK.

Barramento: Barramento W.Barramento: Barramento W.

Memria: REM e RAM.

Interface de Entrada/Sada: Chaves de programao de entrada; registrador

de sada; Indicao Visual Binria


SAP 1: Fonte de AlimentaoSAP 1: Fonte de Alimentao

Fornecer a tenso (e a corrente) que alimenta

todo o circuito.

Ponte de diodo: Retificador de onda completa.

Capacitor de 1000uF: Filtro capacitivo.

LM 3405: Regulador de tenso de +5V.Microprocessadores - Matheus Romo

SAP1: Contador de Programa (ou Ponteiro)SAP1: Contador de Programa (ou Ponteiro)

Contador de 4 Bits (0000 - 1111 ou 0 F). CP: Define a sada dos Flip-Flops aps as transies de Clock (CP=0 => Mantem Estado // CP=1 => Muda a saida). Isto ir parar (0) ou incrementar o contador (1).CLK: Clock (Ativo em Baixo). Comanda a transio das sadas dos Flip Flops. CLR: Zera o contador (Ativo em Baixo)Ep: Enable (1=Habilita ou 0=Desabilita a sada do contador para o barramento)

Contador: Enviar memria o endereo da instruo seguinte a ser buscada e executada. Ex: 0000 => Endereo 0000 memria

74LS107 - Dual J-K Negative-edge-triggered Flip-Flops 74LS126 - QUAD 3-STATE BUFFERS


SAP1: Entrada e REMSAP1: Entrada e REM

74LS173 : 4BIT D-TYPE REGISTER W/ 3-STATE OUTPUTS

: 0= Carrega o endereo colocado

no barramento dentro do registrador.

1= Endereo no carregado no

registrador.

CLK= Clock

Pin 1,2

0= Habilita sada REM

1=Tri-State

74LS157 - QUAD 2-INPUT MULTIPLEXER REM: Registrador de endereos de

memria

Retem o endereo (enviado pelo contador

de programa) onde sero acessados os

dados/instrues da memria.

Multiplexador: Define se o endereo que

ser acessado na memria vir do

contador de programa (durante execuo)

ou das chaves seletoras (durante gravao

do programa, antes da execuo).

Controlado pela chave S2.Microprocessadores - Matheus Romo

SAP1 SAP1 RAM RAM LOW = Habilita memriaHiGH = Sada em 3-state

74189: 64-BIT (16x4) RANDOM ACCESS MEMORY

(With 3-State Outputs)

2 x 74189 = RAM 16 x 8

S3 = 8 Bits de dados (colocados

ajustando as chaves)

S4= Chave modos Leitura/Escrita

S2 = Chave (Run Prog)

Gravando Programa na RAM:

S2=prog (slide anterior tambm h).

Ajustes chave S1 definem endereo

de armazenamento.

Ajustes em S3 definem a palavra a

ser armazenada. Segurar S4=escrita

(carregar memria).

Soltar S4 e ajustar S2=RUN.Microprocessadores - Matheus Romo

SAP 1: Registrador SAP 1: Registrador

de Instruesde Instrues

74LS173 : 4BIT D-TYPE REGISTER

With 3-STATE OUTPUTS

Ei (Ativo em Baixo): Habilita /Desabilita (3-

State) sada de C9.

Em C8 a sada est permanentemente

habilitada (Pin 1 e 2 = 0).

Li (Ativo em Baixo): Habilita/Desabilita

entrada de dados nos dois registradores.

CLK = Clock

A palavra lida da memria (Instruo de 8bits) contem 2 informaes:

Os 4 primeiros bits (nibble inferior) se referem ao endereo onde est o dado a ser

manipulado (operando).

Os outros 4 bits (i4,i5,i6,i7) nibble superior se referem operao que dever ser

realizada. Esta informao vai ao Controlador/Sequencializador para que a operao a ser

realizada possa ser decodificada (reconhecida).

Registrador de Instrues: Armazenar a Instruo a ser executada.


SAP1: Acumulador (ACC)SAP1: Acumulador (ACC)



LA (ativo em baixo): Habilita/Desabilita entrada de dados nos registradores.

EA: Habilita (1)/Desabilita (0) sada dos registradores para o barramento.

CLK: Clock

Obs: Sada dos registradores ficam permanentemente habilitadas e se ligam as

entradas dos dois somadores/subtratores.

Acumulador: Registrador que armazena resultados intermedirios durante um processamento.


74LS126: QUAD 3-STATE BUFFERS


SAP 1: Registrador BSAP 1: Registrador BRegistrador B: Utilizado para armazenar temporariamente um dado que ser submetido a

uma soma ou subtrao.

Obs: Na soma/subtrao h dois operandos (nmeros) envolvidos. Cada um precisa estar

armazenado em um registrador (Acc e Registrador B) antes da operao ser efetuada.



LB (ativo em baixo): Habilita (0)/Desabilita (1) entrada de dados nos registradores. CLK: Clock


SAP 1: Somador/SAP 1: Somador/SubtratorSubtrator

Somador/Subtrator: Efetua a

Soma/Subtrao dos

contedos dos registradores

ACC e B.

74LS83: Somador completo de 4 bits.Utilizam-se dois CIspois os dados so de 8bits.

74LS126: QUAD 3-STATE BUFFERS

SU: 0= Transmite contedo do Reg B para o

somador (soma).

1=Faz o complemento de 2 do Reg B e envia ao

somador (para fazer subtrao).

EU: Habilita (1)/Desabilita (0) sada do somador ser

colocada no barramento.

SAP 1: Registrador de Sada/ Indicao Visual BinriaSAP 1: Registrador de Sada/ Indicao Visual Binria



LO (Ativo em baixo):

Habilita (0)/Desabilita (1) que a

informao presente no

barramento seja carrega nos

registradores e conduzida aos

LEDs.

CLK: Clock.

Indicao Visual Binria: LEDs

Registrador de Sada: Armazena os dados processados (resultado soma/subtrao)


SAP 1: Controlador/SAP 1: Controlador/SequencializadorSequencializador Gerar os sinais de clock (CLK) que iro sincronizar toda a operao do computador. Gerar os sinais de reinicializao (CLR) que iro zerar o contador de programas e eliminar a ltima instruo armazenada no registrador de instrues. Gerar a palavra de controle (CON) que ir comandar todo o computador. Esta palavra determina o que cada bloco ir fazer a cada transio positiva do clock. A palavra de controle sai pelo barramento de controle.


SAP 1: Controlador/SAP 1: Controlador/SequencializadorSequencializador Palavra de Controle (CON):

CP: Define a sada dos Flip-Flops do contador aps as transies de Clock (CP=0 => Mantem Estado // CP=1 => Muda a saida). Isto ir parar (0) ou incrementar o contador (1).

Ep: Enable (1=Habilita ou 0=Desabilita a sada do contador para o barramento). LM (Ativo em Baixo): 0= Carrega o endereo colocado no barramento dentro do registrador // 1= Endereo no carregado no registrador.

CE (Ativo em Baixo): 0 = Habilita memria RAM para Leitura ou Escrita // 1 = Sada em 3-state. Li (Ativo em Baixo): Habilita (0) / Desabilita (1) a entrada (armazenamento) de dados nos dois registradores de instruo.registradores de instruo.

Ei (Ativo em Baixo): Habilita (0) /Desabilita (1) sada do registrador de instrues para o barramento. Esta sada coloca no barramento o endereo onde ser buscado o dado.

LA (Ativo em baixo): Habilita (0) /Desabilita (1) entrada de dados nos registradores do Acumulador.EA: Habilita (1)/Desabilita (0) sada do acumulador para o barramento. SU: 0= Transmite contedo do Reg B para o somador (soma).

1=Faz o complemento de 2 do Reg B e envia ao somador (para fazer a subtrao).

EU: Habilita (1)/Desabilita (0) sada do somador ser colocada no barramento. LB (ativo em baixo): Habilita (0)/Desabilita (1) entrada de dados no Registrador B. LO (Ativo em baixo):Habilita (0)/Desabilita (1) que a informao presente no barramento seja carregada nos registradores e conduzida aos LEDs.


SAP 1: Controlador/SAP 1: Controlador/SequencializadorSequencializador

Latch (NAND)

Eliminador de trepidao

(Debouncer):

S5, S6 e S7 : Botes manipulados pelo usurio.

CLR: Sinal de Clear (RESET).

CLK: Clock.

S5: Forar CLEAR (RESET) no computador.S6: Permite gerar pulsos Clockmanualmente.S7: Coloca clock no modo automtico ou manual.



Memria Intermediria de

relgio:

Circuito utilizado para suportar todas as cargas (sinais de clock) que devem ser enviados aos circuitos do computador. do computador.



Gerador de pulsos (clock

automtico):

555: TIMER

F=2KHz.F=2KHz.

Flip Flop JK (Mestre-Escravo) reduz a freqncia para 1KHz e proporciona um duty cycle de 50%.


SAP 1: BarramentoSAP 1: Barramento

Conjunto de 8 vias (8 Bits).

Multiplexado: Utilizado para transmisso de dados e endereos.

Utilizao de dispositivos 3-State:

Via comum para transmisso dos dados dos registradores.

Como evitar que uma informao colocada no barramento v para um destino errado?

Soluo: Possibilitando que os registradores sejam desligados do circuito em determinados instantes.


SAP 1: Diagrama SAP 1: Diagrama

CompletoCompleto


SAP 1: InstruesSAP 1: Instrues

Cdigo Operao possui 4 Bits.



Como fazer um programa?

Basta descrever seqencialmente os passos que devem ser seguidos para que se

cumpra aquilo que desejado.

O computador deve ser capaz de compreender cada passo (ou seja, ele deve

reconhecer todas as instrues passadas).

As instrues ficam gravadas na memria principal.

Como isso feito fisicamente no SAP 1?

Chaves de seleo

1) Onde est gravado o programa?2) Onde esto gravados os dados?3) O que o programa faz?4) O que exibido no final da execuo?

1) 0H a 5H2) 9H a CH3) Carrega um nmero no ACC, efetua

duas adies e uma subtrao, exibe o resultado da conta e para.

4) 02H (0000 0010 nos 8 Leds de sada)Microprocessadores - Matheus Romo


Como o computador entender o cdigo apresentado se ele entende somente 0s e 1s?

Devemos converter o programa fonte em um programa objeto (linguagem de mquina)

Como ficaria?

Lembrando que:



EX 2: Escrever um programa que efetue a

seguinte operao:

16+20+24-32

Escrever utilizando os Mnemnicos.

Escrever em Linguagem de Mquina.

Escrever em Hexadecimal.

Armazenar os dados nas posies 9H a CH Armazenar os dados nas posies 9H a CH

Mnemnicos Binrio Hexadecimal


SAP 1: FuncionamentoSAP 1: Funcionamento

Vamos considerar que h um programa gravado na memria do SAP 1.

Vimos que diversos mdulos que compem o SAP 1 compartilham o mesmo barramento.

Porm se todos estiverem conectados ao barramento simultaneamente, haver um erro na

execuo do programa.

Para funcionar corretamente, necessrio que haja uma sincronizao na atividade de cada

mdulo, ou seja, em determinados instantes alguns estaro funcionando (enviado dados,

recebendo dados, efetuando clculos, etc) enquanto outros estaro desligados.

Como se d a dinmica de execuo de programa?

uma seqncia de execuo de instrues. uma seqncia de execuo de instrues.

Como se d a dinmica de execuo de uma instruo?

No SAP 1 uma instruo executada em duas etapas (dois ciclos):

1) Ciclo de busca (FETCH) da instruo.

2)Ciclo de Execuo da instruo.

Quem coordena estes dois ciclos a Unidade de Controle (Contador de Programa,

registrador de instrues e o controlador/sequencializador).

Especificamente, o Contador em Anel (localizado dentro do controlador/sequencializador) a

estrutura que marca os instantes em que cada ciclo comea e termina.

Quando um comea, termina o outro.

No SAP 1 estes dois ciclos ocorrem em 6 pulsos de clock.


SAP 1: Funcionamento : Contador em Anel (Localizado dentro do SAP 1: Funcionamento : Contador em Anel (Localizado dentro do

Controlador/Controlador/SequencializadorSequencializador))

CLK: Sinal de Clock (transio negativa)

CLR (ativo em baixo): Sinal que zera o contador em anel

T1 a T6: Seis estados que o contador apresenta na sada

T: Palavra formada por T1 aT6. T: Palavra formada por T1 aT6.


SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH)SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH)

O Ciclo de busca da instruo realizado em 3 etapas (denominadas Estados) ou seja, necessrio que

trs eventos ocorram para caracterizar a busca de uma instruo.

Cada estado coordenado pelo Contador em Anel.

Assim, dos 6 estados possveis do contador em anel, so utilizados os trs primeiros para buscar a

instruo (T1 T2 e T3).

Os trs estados so:

Estado de endereo (T1=000001): O endereo no contador de programa (que no incio da execuo

0H) transferido para o registrador de endereos da memria0H) transferido para o registrador de endereos da memria

Estado de Incremento (T2=000010): O contador de programa incrementado.

Estado de Memria (T3=000100): A instruo buscada na memria RAM e transferida para o

registrador de Instruo.


Como o Controlador ativa ou desativa um determinado bloco do SAP 1?

Ele tem acesso aos bits de controle de todos os blocos atravs da palavra

de controle (12 Bits) que enviada pelo barramento de controle.

SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH) SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH) Estado de endereo (T1)Estado de endereo (T1) Estado de endereo: O endereo no contador de programa (que no incio da execuo 0H)

transferido para o registrador de endereos da memria.

Para que isso ocorra preciso que o valor da sada do contador de programa seja carregado no

registrador de endereo de memria (REM). Desta forma apenas estes dois blocos do SAP 1 devem estar

funcionando. Como o Controlador/Sequencializador o responsvel por ativar/desativar os blocos do

SAP 1, ele tambm estar ativo (funcionando).

CP=0: Pra o contador . CP=0: Pra o contador . Ep=1: Habilita a sada do contador para o barramento. LM (ativo em baixo)=0: Carrega o endereo colocado no barramento dentro do registrador do REM. CE (ativo em baixo) =1: Sada RAM em 3-state. Li (ativo em baixo) =1: Desabilita a entrada de dados nos dois registradores de instruo. Ei (ativo em baixo) =1: Desabilita sada do registrador de instrues para o barramento. LA (ativo em baixo)=1: Desabilita entrada de dados nos registradores do Acumulador. EA=0 : Desabilita sada dos registradores para o barramento. SU=0: Transmite contedo do Reg B para o somador (soma). EU=0: Desabilita sada do somador ser colocada no barramento. LB (ativo em baixo)=1: Desabilita entrada de dados no Registrador B. LO (ativo em baixo)=1: Desabilita que a informao presente no barramento seja carregada nos registradores e conduzida aos LEDs.

SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH) SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH) Estado de Incremento (T2)Estado de Incremento (T2)

O contador de programa incrementado.

Apenas o Contador de Programa Ativo.

Como ficar a palavra de Controle?


SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH) SAP 1: Ciclo de Busca (FETCH) Estado de Memria (T3)Estado de Memria (T3)

A instruo buscada na memria RAM e transferida para o registrador de Instruo.

Quem estar ativo?

REM; RAM IR e CON

Como ficar a palavra de Controle?

CP=0: Pra o contador . Ep=0: Desabilita a sada do contador para o barramento. LM (ativo em baixo)=1: Desabilita entrada de dados do Barramento dentro do registrador do REM (Neste instante queremos ler o contedo do REM e noregistrador do REM (Neste instante queremos ler o contedo do REM e noarmazenar dado). CE (ativo em baixo) =0: Habilita Leitura da memria no endereo armazenado no REM. Li (ativo em baixo) =0: Habilita a entrada de dados nos dois registradores de instruo. Ei (ativo em baixo) =1: Desabilita sada do registrador de instrues para o barramento. LA (ativo em baixo)=1: Desabilita entrada de dados nos registradores do Acumulador. EA=0 : Desabilita sada dos registradores do Acumulador para o barramento. SU=0: Transmite contedo do Reg B para o somador (soma). EU=0: Desabilita sada do somador ser colocada no barramento. LB (ativo em baixo)=1: Desabilita entrada de dados no Registrador B. LO (ativo em baixo)=1: Desabilita que a informao presente no barramento seja carregada nos registradores e conduzida aos LEDs.


SAP 1: Ciclo de ExecuoSAP 1: Ciclo de Execuo

O Ciclo de execuo da instruo realizado nas 3 ltimas etapas (Estados).

Cada estado coordenado pelo Contador em Anel.

Assim, dos 6 estados possveis do contador em anel, so utilizados os trs ltimos para executar a

instruo (T4, T5 e T6).

Como as instrues do SAP 1 (LDA, ADD, SUB, OUT e HLT) tem finalidades distintas, os blocos ativos nos

estados T4, T5 e T6 iro variar para cada instruo.

OBS: T1,T2 e T3 ser o mesmo para todas as instrues.


SAP 1 SAP 1 -- Ciclo de Execuo: LDA (T4)Ciclo de Execuo: LDA (T4)

Ex: Executar a Instruo LDA 9H (gravada na posio 0H da memria).

T1: Carrega 0H no REM.

T2: Contador de Programa = 1H.

T3: RAM coloca no barramento o contedo de 0H (LDA 9H) e esta instruo armazenada no

Registrador de Instruo (0000 1001 = LDA 9H).

T4: O Nibble Superior (0000),que se refere ao cdigo de operao, vai para o

Controlador/Sequencializador para ser decodificado. O Nibble inferior (1001), que se refere

ao endereo onde est o dado, vai para o REM(ver diagrama SAP 1). Para que isso seja

possvel, precisamos ativar o sinais de controle dos blocos IR e REM, que

so,respectivamente, e .so,respectivamente, e .

Assim, a palavra de controle emitida pelo Controlador/Sequencializador :


SAP 1: Ciclo de Execuo: LDA (T4) SAP 1: Ciclo de Execuo: LDA (T4) -- Destaque da Decodificao da InstruoDestaque da Decodificao da Instruo


SAP 1 SAP 1 -- Ciclo de Execuo: LDA (T5)Ciclo de Execuo: LDA (T5) Ex: Executar a Instruo LDA 9H (gravada na posio 0H da memria).





T4: Nibble Superior (0000): Para Controlador/Sequencializador para ser decodificado. Nibble

inferior (1001): Vai para o REM.

T5: A palavra localizada no endereo 1001 da RAM colocada no barramento e carregada no

Acumulador. Para isso preciso habilitar a RAM para a leitura de seu contedo ( ) e

habilitar os registradores do Acumulador para que armazenem a palavra colocada no habilitar os registradores do Acumulador para que armazenem a palavra colocada no

barramento (atravs do sinal de controle ).


SAP 1 SAP 1 -- Ciclo de Execuo: LDA (T6)Ciclo de Execuo: LDA (T6) Ex: Executar a Instruo LDA 9H (gravada na posio 0H da memria).







T5: Os dados endereados na RAM so carregados no Acumulador.

T6: Estado sem operao (Nop): A instruo LDA finalizada em T5. Assim, no estado T6 o

Controlador emite um sinal que inativa todos os mdulos do SAP1.Controlador emite um sinal que inativa todos os mdulos do SAP1.


SAP 1: LDA (Resumo)SAP 1: LDA (Resumo)

Para executar a instruo LDA o controlador emite

trs palavras de controle que dizem para todos os

mdulos do SAP 1 o que fazer (Habilitar/Desabilitar

entrada ou sada, incrementar,etc). Assim, as palavras

de controle T4,T5 e T6 so chamadas Microinstrues.

No SAP 1, cada instruo formada por trs

microinstrues.


SAP 1SAP 1-- Ciclo de Execuo: ADD (T4)Ciclo de Execuo: ADD (T4)

Ex: Executar a Instruo ADD BH (gravada na posio 1H da memria).



T3: RAM coloca no barramento o contedo de 1H (ADD BH) e esta instruo armazenada

no Registrador de Instruo (0001 1011 = ADD BH).

T4: O Nibble Superior (0001),que se refere ao cdigo de operao, vai para o

Controlador/Sequencializador para ser decodificado. O Nibble inferior (1011), que se refere

ao endereo onde est o dado, vai para o REM(ver diagrama SAP 1). Para que isso seja

possvel, precisamos ativar o sinais de controle dos blocos IR e REM, que

so,respectivamente, e .so,respectivamente, e .

Assim, a palavra de controle emitida pelo Controlador/Sequencializador :




Adicionar o contedo localizado no endereo BH da RAM ao valor armazenado no acumulador.







T5: Pegar o contedo localizado no endereo BH da RAM e vai carreg-lo no Registrador B.

Para isso preciso habilitar a RAM para a leitura de seu contedo ( ) e habilitar os Para isso preciso habilitar a RAM para a leitura de seu contedo ( ) e habilitar os

registradores do Acumulador para que armazenem a palavra colocada no barramento

(atravs do sinal de controle ).




Adicionar o contedo localizado no endereo BH da RAM ao valor armazenado no acumulador.







T5: Os dados endereados na RAM so carregados no Registrador B.

T6: Executa a soma e coloca o resultado no barramento (EU) e carrega o resultado no T6: Executa a soma e coloca o resultado no barramento (EU) e carrega o resultado no

Acumulador ( ).


SAP 1SAP 1-- Ciclo de Execuo: ADD (Resumo)Ciclo de Execuo: ADD (Resumo)


SAP 1SAP 1-- Ciclo de Execuo: SUBCiclo de Execuo: SUB

A execuo da instruo SUB semelhante instruo ADD. A diferena que na instruo SUB, durante a execuo de T6 o controlador precisa enviar para o somador/subtrator um sinal de controle que faa o complemento de 2 do contedo do Registrador B. Este sinal de controle o SU.


SAP 1SAP 1-- Ciclo de Execuo: OUT (T4)Ciclo de Execuo: OUT (T4)

Ex: Executar a Instruo OUT (gravada na posio 2H da memria).

Carrega o contedo do Acumulador no Registrador de Sada.

T1: Carrega OUT no REM.


T3: RAM coloca no barramento o contedo de 2H (OUT) e esta instruo armazenada no

Registrador de Instruo (1110 XXXX = OUT).

T4: A instruo decodificada e o Controlador gera uma palavra de controle para que o

contedo do Acumulador seja colocado no barramento e que o registrador de sada seja

carregado com o contedo do Acumulador. Os sinais de controle que comandam estas duas

funes so, respectivamente, EA e .funes so, respectivamente, EA e .

Desta forma, a palavra de controle :


SAP 1SAP 1-- Ciclo de Execuo: OUT (T5 e T6)Ciclo de Execuo: OUT (T5 e T6)

Ex: Executar a Instruo OUT (gravada na posio 2H da memria).

Carrega o contedo do Acumulador no Registrador de Sada.

T1: Carrega OUT no REM.


T3: RAM coloca no barramento o contedo de 2H (OUT) e esta instruo armazenada no

Registrador de Instruo (1110 XXXX = OUT).

T4: Decodificao da instruo, contedo do Acumulador carregado no Registrador de

Sada.

T5 e T6: A instruo OUT concluda em T4. Logo, os estados T5 e T6 so NOPs

Desta forma, a palavra de controle :


SAP 1SAP 1-- Ciclo de Execuo: OUT (Resumo)Ciclo de Execuo: OUT (Resumo)


SAP 1SAP 1-- Ciclo de Execuo: HLTCiclo de Execuo: HLT

HLT no requer uma rotina de controle pois sua execuo no envolve o uso de registradores. Assim, quando a instruo HLT (1111 XXXX) for decodificada, o controlador ir desligar o Clock (CLK) do computador, interrompendo o processamento. Neste caso o Controlador/Sequencializador no precisa emitir nenhum sinal de controle pois o Clock est localizado dentro dele.


MicroprogramaoMicroprogramao

Vimos que a Matriz de Controle gera as Microinstrues para cada ciclo de execuo.

A Matriz de Controle construda para ser capaz de interpretar apenas as instrues (LDA,

ADD, SUB, OUT e HLT).

Para aumentar o nmero de instrues do SAP 1, teramos que refazer o projeto da Matriz de

Controle (montar outro circuito).

Quanto mais instrues, mais complexo fica o desenvolvimento dos circuitos.

Isto levou os projetistas a pensarem em uma forma alternativa de gerar as palavras de

controle: A Microprogramao.

Na Microprogramao, as microinstrues so armazenadas em uma ROM ao invs de serem Na Microprogramao, as microinstrues so armazenadas em uma ROM ao invs de serem

geradas por meio de um circuito lgico (matriz de controle).


O ciclo de busca de qualquer instruo

realizada atravs de 3 microinstrues.

O ciclo de execuo de cada instruo

realizada atravs de 3 microinstrues.

Podemos carregar todas estas

informaes em uma ROM (16X12).

Assim, o ciclo da instruo ADD seria

realizado acessando a ROM nos

endereos de 0H a 2H (ciclo de busca) e

MicroprogramaoMicroprogramao: Controle : Controle MicroprogramadoMicroprogramado

endereos de 0H a 2H (ciclo de busca) e

depois os endereos de 6H a 8H (ciclo de

execuo).

O contedo em cada posio se refere a

uma palavra de controle.

Como fazer para acessar exatamente a

posio de memria que marca o incio

de cada rotina?


MicroprogramaoMicroprogramao: Controle : Controle MicroprogramadoMicroprogramado Pelos fios I4 a I7 chegam o cdigo da operao das instrues.

Este cdigo ir acessar a ROM no endereo correspondente ao seu

valor. [Ex: LDA C.Op=0000 // C.Op ir acessar a posio 0000 da memria ROM.

O contedo da memria neste endereo corresponde ao endereo da

ROM de Controle onde comea a rotina de execuo da instruo

desejada.

Para concluir o ciclo de execuo de LDA preciso que sejam

geradas sequencialmente as microinstrues de 3H, 4H e 5H.

Como isso feito, se o que entra na ROM de endereo apenas

o cdigo de operao da instruo?

Utilizando um contador que ir incrementar o endereo da ROM

de Controle a partir do endereo acessado inicialmente (Neste

exemplo, 3H).


Quando T1 (contador em Anel) estiver alto (1), indica que um novo ciclo de instruo est comeando.

Este sinal, ou um sinal de CLR, foram o contador a zerar. Assim, o endereo acessado na ROM de

Controle o 0H (Incio do Ciclo de Busca).

O contador continua a contagem at 2H.

Quando T3 (contador em Anel) estiver alto, ele ir forar o Contador Pr-Ajustvel a comear uma

contagem partindo do valor que vem da ROM de Endereo.

Se a instruo for, por exemplo, ADD, o contador partir de 6H e ir contar at 8H. Aps isso T1 ir zera o

contador novamente. Microprocessadores - Matheus Romo


Melhoria: Detector de Nop.

Nop: Palavra de controle 3E3H.

Quando ocorre 3E3H, a sada da porta NAND baixa.

Isto restabelece o contador em anel para T1.

Utilidade: Aumenta a velocidade de processamento.


Referencias:Referencias:

Albert Paul Malvino ; Microcomputadores e Microprocessadores , McGraw-Hill 1985

WILLIAM STALLlNGS ; ARQUITETURA E ORGANIZAO DE COMPUTADORES - 5 ED. 2003

sap1 - aula.pdf

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