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Eletronica digital aula 10 - Coggle Diagram
Eletronica digital aula 10
Sistemas computacionais
Dispositivos eletronicos
Smart phones
Computadores
Video Games
Realizam diversas funções
integram vários circuitos em formas cada vez menores, em um mesmo circuito integrado
Abordagem computacional programavel
Um hardware que consegue rodar diversos softwares
CPU
CPU
Circuitos eletronicos, capazes de rodar softwares armazenando memórias
esses softwares sao instruções/ operações lógicas, aritméticas
Operandos/ resultados = dados
Composta por:
Unidade Logica Aritmética
Executa operações lógicas e aritméticas
Registradores
Elementos de memória de alta velocidade
Unidade de controle
busca instruções
decodifica instruções
controle dos circuitos responsaveis por sua execução
Núcle ou Core
Um dos responsáveis pela velocidade de processamento
mais funções podem ser executadas, sem sobrecarregar o computador
Clock
define a frequencia em que o processador vai operar
ciclos de busca e execução sao encadeados pela unidade de controle
https://www.youtube.com/watch?v=hcn0BPG182A
https://www.youtube.com/watch?v=zzx5p_VGf44
Barramentos
caminhos fisicos onde passam os sinais eletricos da CPU para os elementos externos
Os sinais contem:
Controle de fluxo
Endereço
Tipos
Barramento de endereço
Barramento de dados
Barramento de controle
http://blog.maxieduca.com.br/wp-content/uploads/2016/08/fun%C3%A7oes_barramento.png
Arquiteturas
Von Neumann
Instruções e dados na mesma estrutura de memória
Pode utilizar um mesmo barramento para tudo
Só é possivel realizar um acesso por vez no sistema
https://www.youtube.com/watch?v=V5qE-u6jGo4
componentes de von neumann na arquitetura moderna
Processadores (CPU)
Placa mão (Barramentos)
Registradores
memória RAM
Não permite o pipeline
1 cilco completo leva 2 ciclos de clock
Harvard
instruções e dados em unidades distintas na memória
Pode usar barramentos diferentes para instruções e dados
Pode realizar acesso simultaneos aos dados e instruções
Permite o pipeline
1 ciclo completo em 1 ciclo de clock
https://www.youtube.com/watch?v=pHIrHWlgLys
Microprocessadores
CPU em CIs semicondutores
necessitam de memória externa para armazenar instruções e dados
sinais de clock de alta velocidade
Possuem um cinjunto complexo de instruções (CISC)
Utilizado a arquitetura de von noumann
intel 4004
http://datasheets.chipdb.org/Intel/MCS-4/datashts/intel-4004.pdf
primeira pagina do pdf
Exemplo
Intel 4040
https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:Intel_4040_arch.svg
Microcontroladores
Utiliza a arquitetura Harvard
CPUs com memória em CIs semicondutores
CPUs com circuitos de entrada e saída em CIs semicondutores
menor custo de implementação
Baixos requisitos de consumo
utilizam frequencias de clock mais baixas
tem conjunto de instruçõesreduzidos (RISC)
Exemplo
Intel quark D2000
https://www.embarcados.com.br/wp-content/uploads/2016/09/Intel-Quark-D2000-02-696x387.jpg
Outros CIs
System on Chip
Utilizados em aplicações moveis
com memória externa
Contem todos os circuitos e microprocessadores e microcontroladores para um sistema microprocessado
ASIC
Realizam um grupo de instruções especifico
Não são reprogramaveis
Presentes em eletrodomesticos
Mais caros
Bom desempenho com baixo consumo de energia
PLD
Matrizes reprogramaveis
Circuitos combinacionais e sequenciais
Alta velocidade
FPGA
capacidade de configurarmos seu hardware para desempenhar qualquer combinação de funções digitais
https://www.embarcados.com.br/asic-assp-soc-fpga/
Conceitos
Prefixo para multiplos Binários
KiB
2^10
Barramentos
Dados
determina as operações maximas dos operadores
endereço
determina a quantidade de memória enderesável
Interrupções
sinais que fazem com que microprocessadores/microcontroladores, parem uma atividade e comecem outra mais prioritaria
ISA
Arquitetura do conjunto de instruções
RISC
Conjunto pequeno e simples de instruções generalistas
CISC
Conjunto grande de instruções complexas e especializadas
Avançados
Unidade de Gerenciamento de memória
Traduzem endereços lógicos em fisicos
permitem proteção e paginação
Processamento Sequencial x Paralelo
Computação de Alto desempenho
CPU x GPU
