microprocesadores
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Este documento describe el microprocesador, incluyendo su historia, características, funcionamiento y proceso de fabricación. Resume que el microprocesador es el componente central de una computadora, ha evolucionado desde los primeros circuitos integrados en los años 70, y su fabricación involucra un complejo proceso que comienza con la creación de un monocristal de silicio.
microprocesadores
- 2. Tipo De Microprocesador El microprocesador, o simplemente procesador, es el circuito integrado central y más complejo de una computadora u ordenador; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogía como el "cerebro" de una computadora.El procesador es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos integrados. Constituye la unidad central del procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.
- 3. Desde el punto de vista funcional es, básicamente, el encargado de realizar toda operación aritmético-lógica, de control y de comunicación con el resto de los componentes integrados que conforman un PC, siguiendo el modelo base de von Neumann. También es el principal encargado de ejecutar los programas, sean de usuario o de sistema; sólo ejecuta instrucciones programadas a muy bajo nivel, realizando operaciones elementales, básicamente, las aritméticas y lógicas, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unida de control y una unida aritmético lógica(ALU), aunque actualmente todo microprocesador también incluye una unida de calculo en coma flotante, (también conocida como coprocesador matemático o FPU), que permite operaciones por hardware con números decimales, elevando por ende notablemente la eficiencia que proporciona sólo la ALU con el cálculo indirecto a través de los clásicos números enteros.Procesador AMD athlon 64 *42 conectado en el zócalo de una placa base.
- 4. Características de microprocesadores Las características de los microprocesadores son las siguientes:Fabricante: Compañía fabricadora del chip (Intel, Motorola, Cyrix, Texas Instruments, AMD, etc.).Modelo: prototipo (4004, 8008, 8080, 8085, 6800, 80186, 80286, 80386, 80486, etc.)Año: época de su invención.Tecnología: tecn. de fabricación (CISC, RISC, etc.)Velocidad del reloj: velocidad de proceso en Mhz (8 Mhz, 12 Mhz, 40 Mhz, 75 Mhz, etc.)Ancho de bus de datos interno: longitud en bits de la palabra (4 bits, 8 bits, 16 bits, etc.)Los nuevos microprocesadores tienen otras características menos relevantes, que no vienen al caso, y que por ello no se las nombran.
- 5. Reseña históricaLa electrónica de los años 40 era manejada por los viejos tubos de vacío, los cuales han sido reemplazados hoy en día por componentes de semiconductores (diodos, triacs, tiristores, transistores, etc.)Luego de la invención del transistor en 1947 por los Laboratorios Bell, la microelectrónica ha avanzado muy rápidamente.En 1959, la firma Texas Instruments logra plasmar en una misma pastilla 6 transistores, dando origen así a loscircuitos integrados.En 1971, aparece el primer microprocesador, fabricado por Intel Corp.. El cual manejaba datos de 4 bits y tenía 2.300 transistores.En 1972, la misma empresa desarrolla el primer microprocesador de 8 bits, el 8008 con 10 mil transistores.En 1979 se crean los microprocesadores 8080 y 8085 de 29 mil transistores. Ese mismo año Motorola (fuerte competidor de Intel) lanza el 6800.En 1982, Intel lanza el 80286 de 16 bits con 134 mil transistores.En 1985, aparece el 80386 de 32 bits con 275 mil transistores.De aquí en más aparecen los sucesivos micros. de 32 bits: 80486, Pentium, K5, 6x86, Pentium Pro, K6, M2, etc., de millones de transistores.Actualmente el microprocesador más rápido para microordenadores es el Alpha, de Digital Semiconductor y Mitsubishi Electric. Este es de 64 bits y posee 9.3 millones de transistores y su velocidad es de 400, 466 y 533 Mhz. Otros microprocesadores potentes de 64 bits son el PowerPC y el G3 de Motorola, ampliamente usado hoy en día en las computadoras Macintosh de Apple Corp.
- 6. La evolución del microprocesadorEl microprocesador es producto de la evolución de distintas tecnologías predecesoras, surgido de la computación y la tecnología semiconductora; en los inicios no existían los procesadores tal como los conocemos hoy. El inicio de su desarrollo data de mitad de la década de 1950; estas tecnologías se fusionaron a principios de los años 70, produciendo el primer microprocesador.Tales tecnologías iniciaron su desarrollo a partir de la segunda guerra mundial; en este tiempo los científicos desarrollaron computadoras específicas para aplicaciones militares. En la posguerra, a mediados de la década de 1940, la computación digital emprendió un fuerte desarrollo también para propósitos científicos y civiles.La tecnología de circuitos electrónicos avanzó y los científicos hicieron grandes progresos en el diseño de componentes de estado sólido. En 1948 en los laboratorios Bell crearon el transitar.En los años 1950, aparecieron las primeras computadoras digitales de propósito general. Se fabricaron utilizando tubos al vacío o bulbos como componentes electrónicos activos. Tarjetas o módulos de tubos al vacío componían circuitos lógicos básicos, tales como compuertas y flip-flops Ensamblando compuertas y flip-flops en módulos se construyó la computadora electrónica (la lógica de control, circuitos de memoria, etc.). Los tubos de vacío también formaron parte de la construcción de máquinas para la comunicación con las computadoras.
- 7. funcionamientoDesde el punto de vista lógico, singular y funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unida de control, una unidad aritmético logica, y dependiendo del procesador, puede contener una unida en coma flotante.El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases:PreFetch, pre lectura de la instrucción desde la memoria principal.Fetch, envío de la instrucción al decodificadorDecodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer.Lectura de operandos (si los hay).Ejecución, lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento.Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.
- 8. FabricaciónEl proceso de fabricación de un microprocesador es muy complejo. Todo comienza con un buen puñado de arena (compuesta básicamente desilicio), con la que se fabrica un monocristal de unos 20 x 150 centímetros. Para ello, se funde el material en cuestión a alta temperatura (1.370 °C) y muy lentamente (10 a 40 mm por hora) se va formando el cristal.De este cristal, de cientos de kilos de peso, se cortan los extremos y la superficie exterior, de forma de obtener un cilindro perfecto. Luego, el cilindro se corta en obleas de 10 micras de espesor, la décima parte del espesor de un cabello humano, utilizando una sierra de diamante. De cada cilindro se obtienen miles de obleas, y de cada oblea se fabricarán varios cientos de microprocesadores.