UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA

Departamento de Electrónica, Tecnología de Computadoras y Proyectos

E.T.S. I. I. Campus Muralla de Mar, c /Dr. Fleming sn CARTAGENA 30203 (Murcia) España 1

Ingeniería de los Microprocesadores

Tipo:Obligatoria-Cuatrimestral Créditos: 3T+·3P

Titulación: Ingeniero en Automática y Electrónica Industrial Curso: 1º

Área de conocimiento: Electrónica

Profesor Responsable: Ginés Doménech Asensi

1. Objetivos docentes

Pretendemos con esta asignatura ofrecer una perspectiva de los microprocesadores dirigida a los futuros ingenieros en Automática y Electrónica Industrial, que habrán de utilizar estos circuitos y componentes relacionados en aplicaciones de ámbito industrial. Constituye una visión eminentemente funcional de estos dispositivos, por tanto, incidiendo en los aspectos propios de diseño hardware de los sistemas basados en ellos, aportando claves de la interconexión de unos módulos con unas especificaciones de entrada/salida y ciclos de operación rígidamente determinados. Los aspectos de tecnología microelectrónica, estructura y operación interna de los circuitos integrados, quedarán subordinada a esta perspectiva “externa” de cada integrado.

Persiguiendo estos objetivos, el programa se desarrolla comenzando con las generalidades aplicables a cualquiera de estos sistemas, y al microprocesador en particular como elemento de circuito clave en estas estructuras. Revisaremos a continuación las familias comerciales de más amplia implantación en el campo industrial, llegando a las arquitecturas que resumen los últimos avances en estructura y tecnología de computadoras. Por último se introducen los aspectos metodológicos e instrumentales involucrados en el diseño de los sistemas basados en el microprocesador.

2. Descriptores del Plan de Estudios

Componentes del sistema microprocesador. Familias de microprocesadores comerciales. Microcontroladores. Desarrollo de sistemas basados en microprocesadores.

3. Programa de Teoría

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN A LOS MICROPROCESADORES

Tema 1: Elementos básicos de un sistema basado en un microprocesador. Conceptos generales y evolución de los microprocesadores. Elementos funcionales de un sistema microprocesador. Estructura funcional de un sistema microprocesador. Funcionamiento interno de un sistema microprocesador. Microcontroladores. Tema 2: Microprocesadores: Estructura Interna. Estructura de registros. Unidad Aritmético-Lógica. Unidad de control.

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Instrucciones. Modos de direccionamiento. Tema 3: Unidad de Entrada/Salida. Controlador de Entrada/Salida. E/S controlada por programa. E/S por interrupciones. Acceso directo a memoria (DMA). Procesador de E/S.

CAPÍTULO 2: FAMILIAS MICROPROCESADORAS COMERCIALES

Tema 4: Familia de microprocesadores Motorola MC680XX. Evolución y componentes de la familia. El microprocesador MC 68000. Estructura interna y ciclos de operación. Excepciones en el MC68000. Modelo de memoria. Tipos de instrucciones y modos de direccionamiento en el MC68000. Características de posteriores miembros de la familia. Tema 5: Familia de microprocesadores Intel 80X86. Evolución de la familia 80x86. El microprocesador 8086: estructura interna y ciclos de operación. Instrucciones y modos de direccionamiento en el 8086. Miembros posteriores de la familia.

CAPÍTULO 3: OTROS TIPOS DE MICROPROCESADORES

Tema 6: Otros tipos de microprocesadores Sistemas basados en DSP. Arquitecturas de propósito general. Arquitecturas RISC vs CISC. Procesadores superescalares.

CAPÍTULO 4: DESARROLLO DE SISTEMAS BASADOS EN MICROPROCESADORES

Tema 7: Diseño de sistemas basados en microprocesadores Fases de desarrollo de un sistema basado en microprocesador. Herramientas de desarrollo. Ventajas y desventajas del empleo de microprocesadores. Factores de diseño.

BIBLIOGRAFÍA

García Guerra, A y Fenoll Comes, E. “Sistemas digitales: Ingeniería de los Microprocesadores 68000” Publicaciones E.T.S.I. de Telecomunicación. UPM. 1993. Cahil, S. “Designing Microprocessor-based Digital Circuitry” Prentice-Hall, 1985. Dormido, S., Mira J., Canto, M.A. y Delgado A. “Estructura y Tecnología de Computadores II”. Sanz y Torres. 1994.

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William Stallings “Organización y Arquitectura de Computadores”. Prentice Hall Andrew S. Tanenbaum “Structured Computer Organization “ Prentice Hall Birmelin, M. “Manual de los procesadores 80xxx y Pentium”. Marcombo.1995. Harman, T. Y Lawson, B. “The Motorola MC68000 Microprocessor Family: Assembly Languaje, Interface Design and System Design” Prentice-Hall, 1985. Simpson, R.J. “Digital Signal Processing using the Motorola Family” Prentice Hall, 1994. John Uffenbeck”The 8086/8088 Family: Design, Programming and Interfacing”

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4. Programa de Prácticas

BLOQUE I: PRÁCTICAS DEL MICROPROCESADOR MC680XX

En este bloque se utilizará el ensamblador para el microprocesador MC680XX y el conjunto de tarjetas microprocesadoras basadas en la familia 680XX, compatibles con la norma VME

BLOQUE II: PRÁCTICAS DE MICROPROCESADORES PIC

En este segundo bloque se utilizarán los sistemas microcontroladores PIC para implementar aplicaciones de control digital y programación de aplicaciones en lenguaje máquina.

BLOQUE III: PRÁCTICAS DE ANÁLISIS LÓGICO

Utilizando sistemas de análisis lógico se realizarán estudios de tramas y protocolos en buses de los sistemas procesadores estudiados

BIBLIOGRAFÍA DE PRÁCTICAS

Kane, Gerry.”68000 Microprocessor Handbook”. McGraw-Hill, 1988.

5. Programas de ordenador utilizados

Compilador y linkador para el microprocesador 68000 (X86k ) Emulador de compilación y link para el microprocesador 68000

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Software de comunicaciones (Procomm)

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6. Objetivos de la asignatura

Ofrecer a los alumnos una perspectiva eminentemente funcional de los microprocesadores, desde el punto de vista de distintas familias.

Dar a conocer al alumno aspectos de diseño hardware de sistemas basados en microprocesadores, aportando claves de interconexión de unos módulos con unas especificaciones de entrada/salida y ciclos de operación rígidamente determinados.

Introducir aspectos metodológicos e instrumentales en el diseño de sistemas basados en microprocesadores.

7. Criterios de evaluación

Composición de los exámenes:

Teórico: (70 % de la calificación final de la asignatura) Teoría: Cuestiones teorico-prácticas relacionadas con el temario de la asignatura. Problemas: Problemas relacionados con el temario de la asignatura

Práctico: (30 % de la calificación final de la asignatura)

La evaluación de las prácticas será una nota ponderada de: El informe de las prácticas realizadas presentado por el alumno. El examen práctico: relacionado con el contenido de prácticas de la asignatura

Evaluación:

Febrero 2.003

Para aprobar la asignatura es necesario superar tanto el examen teórico como las prácticas de la asignatura.