Bueno los microcontroladores actualmente están conquistando el mundo. Los podemos encontrar en nuestro trabajo, en el hogar y en nuestra vida, etc. Los podemos encontrar controlando el funcionamiento de los mouse y teclados de computadoras, en los teléfonos, en hornos microondas y televisiones, juguetes, refrigeradores, módems, en el sistema de arranque de un coche, etc. Como podemos ver cada vez existen más productos que incorporan un microcontrolador con el fin de aumentar sus prestaciones, reducir considerablemente su tamaño y costo, mejorar su fiabilidad y disminuir el consumo.
Una aplicación típica de los microcontroladores podría emplear varios microcontroladores para controlar pequeñas partes del sistema. Estos pequeños controladores podrían comunicarse entre ellos y con un procesador central, probablemente más potente, para compartir la información y coordinar sus acciones, como ocurre en cualquier computadora.
Algunos fabricantes de microcontroladores superan el millón de unidades producidas de un modelo determinado en una semana.
Arquitectura de los microcontroladores
- Arquitectura Von Neumann
El tamaño de la unidad de datos está fijo por el ancho del bus que comunica la memoria con la CPU. Por ello un microprocesador o microcontrolador de 8 bits con un bus de 8 bits maneja datos e intrucciones de una o más unidades de 8 bits de longitud. Cuando se presenta el caso de que se debe acceder a una instrucción de mpas de un byte (8 bits) de longitud, se tiene que realizar más de un acceso a la memoria.
Debido a que sólo tiene un sólo bus hace que el microcontrolador sea más lento en su respuesta, ya que no puede buscar en memoria una nueva instrucción mientras no finalicen las transferencias de datos de la instrucción anterior.
Las principales limitaciones de esta arquitectura son:
- Limitación en la longitud de las instrucciones por el bus de datos, lo cual hace que el microcontrolador deba realizar varios accesos a memoria para buscar instrucciones más largas.
- Limitación en la velocidad de operación, causado por tener un sólo bus para datos e instrucciones que no deja acceder simúltineamente y esto impide superponer ambos tiempos de acceso.
- Arquitectura Harvard
Una de las memorias solamente tiene las instrucciones del programa, también se conoce como Memoria de Programa; y la otra memoria almacena datos, llamada Memoria de Datos.
Los dos buses que conectan las dos memorias son totalmente independientes y pueden ser de distintos anchos. Para un procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC (Reduced Instruction Set Computer), el set de instrucciones y el bus de memoria de programa pueden diseñarse de manera que todas las instrucciones tengan una sola posición de memoria de programa de longitud.
Debido a que los buses son independientes, la CPU puede acceder al mismo tiempo a las dos memorias sin dejar de ejecutar la instrucción
Ventajas:
- El tamaño de las instrucciones no está relacionado con el tamaño de los datos
- El tiempo de acceso a las instrucciones puede ser simultánea con el de los datos, logrando una mayor velocidad en cada operación.
Desventajas:
- Los microcontroladores con esta arquitura es que deben poseer instrucciones especiales para acceder a tablas de valores constantes que pueda ser necesario incluir en los programas, ya que estas tablas se encontraran físicamente en la memoria de programa (por ejemplo en la EPROM de un microprocesador).
Diagrama Arquitectura de PIC PIC16C84/ PIC16F84
Fuentes
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