Unidade Central de Processamento · O processador é o componente vital de um sistema...

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;

8

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