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E9
Microprocesadores: memoria, registros y puertos
ARQ
Objetivos
Al terminar este tema sabrás: (1) las partes de un microprocesador y sus tres buses; (2) qué son los registros y cuáles hay siempre; (3) el ciclo de instrucción; (4) qué es la memoria caché y por qué existe, que es la pregunta del examen; (5) cómo se habla con el exterior por puertos e interrupciones; y (6) la diferencia entre microprocesador, microcontrolador y DSP.
⚠ Cae una vez, y es la caché. Una sola pregunta, de definición, y con una redacción larga en las cuatro opciones — de las que se descartan tres si se tiene claro que la caché es pequeña y RÁPIDA, no lenta. Del práctico hay además una pregunta que mide el reloj de un microprocesador con osciloscopio, pero lo que pide es elegir la sonda: se trabaja en E15.
Sección 1 · Qué hay dentro
Un microprocesador es la unidad central de proceso integrada en un chip. Tres bloques:
| Bloque | Qué hace |
|---|---|
| Unidad aritmético-lógica (ALU) | Calcula y levanta los flags (E6) |
| Unidad de control | Lee las instrucciones, las interpreta y gobierna al resto |
| Registros | Almacenan temporalmente datos y direcciones (E7) |
1.1 Los tres buses
Un bus es un conjunto de líneas compartidas. Hay tres, y confundirlos es un error clásico:
| Bus | Qué lleva | Sentido | Su anchura determina |
|---|---|---|---|
| De datos | El dato | Bidireccional | Cuántos bits se mueven de una vez |
| De direcciones | Dónde está el dato | Unidireccional (sale de la CPU) | Cuánta memoria se puede direccionar: 2ⁿ |
| De control | Órdenes: lectura, escritura, interrupción, reloj | Mixto | — |
La regla que se pregunta: la anchura del bus de direcciones fija la memoria direccionable (16 líneas → 64 K posiciones), y la del bus de datos, el tamaño de la palabra. Son cosas distintas y no tienen por qué coincidir.
1.2 Von Neumann y Harvard
- Von Neumann: datos e instrucciones comparten la misma memoria y el mismo bus. Es simple, y su límite es el «cuello de botella»: no se puede leer una instrucción y un dato a la vez.
- Harvard: memorias y buses separados para instrucciones y datos. Más rápida, y es la de los DSP y muchos microcontroladores — justo los que hacen procesado de señal en tiempo real.
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