unidade central de processamento · o processador é o componente vital de um sistema...
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Unidade Central
de Processamento
Microprocessadores
Prof. Henrique
» Introdução
» Arquiteturas
» Principais Funções
» Unidade Central de Processamento [UCP]
* Unidade Lógica e Aritmética [ULA]
* Unidade de Controle [UC]
* Principais Registradores [Rn]
» Aplicação ULA 74181
» Referências
Roteiro...UCP
Introdução...UCP
Arquiteturas...UCP
Arquiteturas...UCP
O processador é o componente vital de um sistema
computacional, responsável pela realização das operações
de processamento e de controle, durante a execução de
um programa.
Obs: CPU / UCP são siglas para o mesmo dispositivo (EN/PT).
Principais funções...UCP
Buscar na memória a instrução a ser executada;
Interpretar que operação a instrução está explicitando;
Buscar os dados onde estiverem armazenados;
Executar efetivamente a operação com os dados e
armazenar o resultado no local definido pela instrução;
Reiniciar o processo, buscando a próxima instrução;
Principais funções...UCP
É a execução das funções sequenciais do
programa. Este ciclo se repete indefinidamente até que o
sistema seja desligado, ou ocorra algum tipo de erro, ou
seja encontrada uma instrução de parada.
Ciclo de Instrução...UCP
A UCP é projetada e fabricada com o propósito
único de executar sucessivamente pequenas operações,
na ordem definida pela organização do programa. Esta
execução é detalhada nas suas funções a seguir:
Ciclo de Instrução...UCP
DivisãoUCP
UC
ULA
Registradores
FUNÇÕES
Processamento Controle
FunçõesUCP
A função processamento se encarrega de realizar
as atividades relacionadas com a efetiva execução de
uma operação, ou seja, processar (operações aritméticas,
gravações/leituras, exibição, cópia, atualização, etc.).
FunçõesUCP
A função controle é exercida pelos componentes
da UCP que se encarregam das atividades de busca,
interpretação e controle da execução das instruções,
bem como do controle da ação dos demais componentes
do sistema de computação (CE, CS, OE) tais como
memória, discos e barramentos.
FunçõesUCP
O processamento de dados é a ação de manipular
um ou mais dados, em uma certa sequência de passos,
de modo a produzir um resultado útil. Este resultado
muda conforme o tipo de operação realizada.
FunçõesUCP
Processamento de dados:
7 PLUS 4 0111 + 0100 = 1011
7 OR 4 0111 + 0100 = 0111
ProcessamentoUCP
O processamento é a atividade-fim do sistema,
uma vez que ele existe simplesmente para processar
dados. Entre as tarefas mais comuns que esta função
realizar, podemos destacar:
FunçõesUCP
Unidade Lógica e AritméticaUCP
Operações aritméticas;
Operações lógicas;
Movimentação de dados;
Desvios Condicionais;
Desvios Incondicionais;
Operações de entrada ou saída;
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ULA
REG_F
Unidade Lógica e AritméticaUCP
Unidade
de
Controle
REG_A
REG_B
Abrir o arquivo:
datasheet_74LS181.pdf disponível na Wiki.
ULA de lógica fixa [4 bits]
AplicaçãoUCP
VCC: 5V
GND: 0V
Entrada de
Alimentação
do CHIP
Unidade Lógica e AritméticaUCP
M →Modo Controle
L→ Op. Aritméticas
H→ Op. Lógicas
Unidade Lógica e AritméticaUCP
S0 ~ S3→
Entrada
Seleção de
Operação [4 bits]
Unidade Lógica e AritméticaUCP
A0 ~ A3→
Entrada
Número A
[4 bits]
Unidade Lógica e AritméticaUCP
B0 ~ B3→
Entrada
Número B
[4 bits]
Unidade Lógica e AritméticaUCP
F0 ~ F3→
Saída
Número F
[4 bits]
Unidade Lógica e AritméticaUCP
CN→
Entrada:
H: com carry
L: sem carry
Unidade Lógica e AritméticaUCP
CN+4 → Houve
Carry?
Saída
H: sim
L: não
Unidade Lógica e AritméticaUCP
G ou Y →
Carry out
Saída
H: 1
L: 0
Unidade Lógica e AritméticaUCP
A = B
Comparação
Saída
H: F0 = F1 = F2= F3
L: F0 ≠ F1 ≠ F2 ≠ F3
Unidade Lógica e AritméticaUCP
P ou X
Comparação
Saída
H: F0 = F1 = F2= F3
L: F0 ≠ F1 ≠ F2 ≠ F3
Unidade Lógica e AritméticaUCP
1. NICOLOSI, D.N.P. Microcontrolador 8051 – detalhado. 8 Ed. São Paulo:
Érica, 2007. ISBN 857194721X
2. SILVA JUNIOR, Vidal Pereira da. Aplicações práticas do
microcontrolador 8051. 12. ed. [S.l]: Érica, 2004. 244p. ISBN 8571949395
3. WEBER, Raul Fernando. Fundamentos de arquitetura de
computadores. vol. 8. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 424p. ISBN
9788540701427
4.
Referências...UCP