MIC-2013-1-CST Introdução aos Microcoprocessadores

DADOS GERAIS DA DISCIPLINA

• Professor: Eraldo Silveira e Silva (email: eraldo@ifsc.edu.br)
• Plano de Ensino 2013-1

Cronograma

AULA	DATA	Descriçao
1	2/4/2013
2	9/4/2013

AULA 1 - Dia 22/04/2013

OBS: aula improvisada pelo fato de ter sido repassada na última sexta.

Objetivos

• apresentar os objetivos da disciplina
• trabalhar memórias na forma de diagrama em blocos
• apresentar barramentos de endereço/dados/controle
• diferenciar conteúdo de endereço de memória;
• apresentar o procedimento de acesso para escrita e para a leitura;
• apresentar um diagrama de tempo simplificado de acesso a memória;
• apresentar a CPU/microcontrolador como a "entidade" que acessa a memória

Diagrama em blocos da memória e barramentos

No diagrama abaixo está representado um bloco de memória primária de 16x8 (dezesseis endereços por 8 bits).

• Note que uma posição de memória pode ser vista como uma caixa que possue um endereço e um conteúdo.
• O conteúdo associado a posição de memória é uma palavra binária e, neste caso, possui 8 bits.

Para que us dispositivo externo possa "acessar" a memória para leitura ou escrita, ele deve se utilizar de um conjunto de fios que chamamos de barramentos.

Barramento de Endereços

Este barramento permite determinar o endereço de uma posição a ser acessada na memória. Um barramento de 4 linhas de endereço é designado por A3,A2,A1 e A0.

Supondo uma memória com endereços designados da forma hexadecimal de 0h a Fh. Supondo que A3 seja associado ao bit mais significativo e A0 ao bit menos significativo. Então, para acessar a posição Bh de memória, deve-se injetar A3=1, A2=0, A1=1 e A0=1. Note que $B_{h}=1011_{b}$

O termo "injetar" significa aqui que um dispositivo externo deve forçar tensão nas linhas do barramento. Esta tensão depende da tecnologia utilizada. Poderia ser, por exemplo, 5V para o nível lógico 1 e 0V par ao nível lógico 0.,

Diagrama de Tempo - Acesso para escrita

AULA 2

Objetivos

• apresentar, através de um exercício, um sistema hipotético de microprocessamento;
• desenvolver a noção do que é a linguagem de máquina e do que é linguagem assembly;

Sistema de microprocessamento hipotético

Seja um sistema hipotético de processamento com os seguintes componentes:

Uma CPU contendo:

• Unidade de Controle;
• Unidade Lógica e Aritmética;
• Registradores:
  • Registrador de Instrução (IR) de palavra de 6 bits: Armazena a instrução que será executada pela CPU;
  • Contador de Programa (PC) de palavra de 4 bits: Armazena o endereço da próxima instrução a ser executada;
  • Registrador A e Registrador B, ambos de 6 bits: Registros temporários para transferência de dados da memória e operações de lógica e aritmética.
• Barramentos:
  • Barramento de Dados - 6 bits : D5, D4, D3, D2, D1, D0.
  • Barramento de Endereço - 4 bits : A3, A2, A1, A0.
  • Barramento de Controle:
    • WR - Escrever RAM (memória de dados);
    • RD - Ler RAM (memória de dados);
    • PSEN - Ler ROM (memória de programa)
• Memória externa de Dados: 16 posições de 6 bits;
• Memória externa de Programa: 16 posições de 6 bits;

As condições de ``reset do sistem são as seguintes: Registros A, B, PC e IR são zerados.

A CPU executará eternamente a sequência:\textbf{ ciclo de busca} e \textbf{ciclo de execução de instrução}. O ciclo de busca consiste basicamente em: \begin{enumerate}

\item Colocar o endereço do PC no Barramento de Endereços;
\item Enviar o controle de leitura $\overline{PSEN}$ para Memória de Programa;
\item Ler a instrução do Barramento de Dados através da aplicação de
um comando de escrita no Registrador de Instrução (IR);
\item Incrementar o PC em função do número de palavras da instrução.

\end{enumerate}

O ciclo de execução é basicamente a decoficação da instrução que está no Registrador de Instrução (IR), atualizando os registros ou dados da memória, dependendo da instrução em questão.