Arquitectura Harvard y Funcionamiento de Microcontroladores PIC

Arquitectura tipo Harvard

La mayoría de los microcontroladores poseen una estructura denominada von Neumann, mientras que los PIC se implementan con la arquitectura denominada Harvard, que se caracteriza por tener la memoria de programa y la memoria de los datos separada y con acceso por buses distintos.

Pipeline

Esta técnica permite al procesador realizar a la vez la ejecución de una instrucción y la búsqueda del código de la siguiente, en un período que se denomina ciclo de instrucción.

Memoria de datos se organiza en registros

Significa que todos los bloques del sistema (temporizadores, puertos, conversor A/D, etc.) están implementados físicamente como registros, y se puede acceder a ellos directamente o indirectamente incluso al registro del contador de programa.

CPU

La CPU es el celebro de cada sistema de computación. Su trabajo es ejecutar el programa que ha sido elaborado por el programador y almacenado en la memoria de programa, con el fin de controlar el funcionamiento del sistema.

UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA Y EL ACUMULADOR (W)

Los microcontroladores PIC tienen una ALU de 8 bits que se comunica con el registro de trabajo o acumulador (W) a través de un bus de 8 bits. En ella, es donde se realizan las funciones lógicas y aritmética entre los datos del registro W y cualquier otro registro o literal expresado en el operando.

El acumulador (W), es lugar donde se almacena el resultado de las operaciones realizadas en la ALU, y además, se utiliza como registro puente para trasladar datos de un registro a otro.

MEMORIA DE PILA

Es una memoria de tipo secuencial, donde el primer dato almacenado es el último en ser leído. Los niveles de palabras que se pueden almacenar en ella, es una de las características a tener en cuenta a la hora de realizar los programas, ya que nos limita la concatenación de subrutinas.

GamaBASE

• Bus de instrucciones de 12 bits
• No pueden programar interrupciones
• Dos niveles de memoria de Pila
• Juego de instrucciones de 33

GamaMEDIA

• Bus de instrucciones de 14 Bits
• Se puede programar interrupciones
• Ocho niveles de memoria de Pila
• Juego de instrucciones de 35

GamaALTA

• Bus de instrucciones de 16 Bits
• Se puede programar interrupciones
• Niveles memoria de Pila ≥ 16
• Número de instrucciones ≥ 56

MEMORIA

Podemos definir la memoria de un microcontrolador como el lugar donde podemos almacenar y recuperar la información.

• RAM: Son memorias de acceso aleatorio en las que se puede leer y escribir, se usa para el almacenamiento temporal de datos.
• UV EPROM: Son memorias de acceso aleatorio no volátiles, cuyos contenidos pueden borrarse mediante rayos ultravioletas para regrabarlas, también se conocen como memorias con ventana.
• EEPROM: Son memorias de acceso aleatorio no volátiles, cuyos contenidos pueden grabarse y borrarse por medios eléctricos.
• FLASH: De características similares a la EEPROM, salvo por lo que se refiere a la velocidad de acceso y regrabación.
• OTPROM: Solamente se pueden grabar una sola vez, estos microcontroladores son mucho más económicos que los de memoria Flash y EPROM.
• ROM: Se usa principalmente para los programas y los datos permanentes que deben permanecer inalterado incluso cuando no este alimentado el microcontrolador.

RESET

El Reset es un recurso que poseen todos los microprocesadores y microcontroladores para obligar al contador del programa del sistema a posicionarse en un determinado lugar .