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Arquitetura de
Computadores
Prof.ª Ms. Elaine Cecília Gatto



                                  1
Famílias de Processadores
• A CPU Intel 8008 (1.972):
  •   Considerado o primeiro microprocessador de 8 bits;
  •   Barramento de endereço externo de 14 bits;
  •   Velocidade do clock: 0.2 MHz a 0.8 MHz;
  •   16 Kb de endereçamento de memória;
  •   Execução de 30.000 instruções por segundo;
  •   8 bits de largura de barramento;
  •   3.500 transistores;
  •   Encapsulamento DIP (18 pinos);
  •   10 micro milimetros;
  •   45 instruções;
                                                           2
Famílias de Processadores
• A CPU Intel 8008 (1.972):
  • Originalmente destinada a ser utilizado no microcomputador
    2200 Datapoint;
  • Usada em: terminais burros, calculadoras gerais, manipulação de
    dados, manipulação de caracteres;
  • O 8008 pode acessar 8 portas de entrada e 24 portas de saída.
  • Desvantagem: o 8008 era um pouco mais lento em termos de
    instruções por segundo (36.000 a 80.000 em 0,8 MHz) do que
    4004 e o 4040;
  • Vantagem: a CPU 8008 podia processar os dados com 8 bits e
    também acessar a RAM mais rapidamente, isso deu uma
    vantagem de velocidade significativa na Marçoria das aplicações.
                                                                       3
Famílias de Processadores
• A CPU Intel 8008 (1.972):
  • Possuia uma pilha de endereços que continha oito registradores
    de 14-bits, incluindo o contador de programa, que permitia o
    aninhamento de subrotinas até sete níveis;
  • Tinha sete registradores de 8 bits;
  • Capacidade para tratar interrupções;
  • Podia ser usada com qualquer tipo ou velocidade de memória
    semicondutora em qualquer combinação;
  • Compatível com tecnologia TTL (entradas, saídas e clocks);



                                                                     4
Famílias de Processadores




                                  5

Diagrama de Blocos Simplificado
Famílias de Processadores
Controle e Decodificação de Instruções:
Controle do estado de codificação (S0, S1 e S2)
• O processador controla a utilização do barramento de dados e determina se ele
  irá enviar ou receber dados;
• Os sinais de estado S0, S1 e S2, juntamente com o sinal SYNC informam ao
  circuito periférico sobre o estado do processador;
• RDY = READY;
• INT = Interrupções;
• SYNC = sincronização;
• TIMING = relógio;




                                                                                  6
Famílias de Processadores
Tipicamanete, um ciclo de máquina consiste em cinco estados:
• dois estados em que um endereço é enviado para a memória (T1 e T2);
• um estado para busca de dados ou instruções (T3);
• dois estados para a execução da instrução (T4 e T5);

O processador é usado com memórias mais lentas que ele, portanto, o sinal
READY sincroniza o processador com as memórias.

Quando as memórias não estão disponíveis para enviar ou receber dados, então o
processador vai para o estado WAIT;

T1| = interrupções




                                                                                 7
Famílias de Processadores
                 As instruções do 8008 requerem entre um e
                 três ciclos de máquina para completar a
                 execução.

                 O primeiro ciclo é sempre o ciclo de busca de
                 uma instrução, chamado de PCI,

                 O segundo e terceiro ciclo são para leitura e
                 escrita de dados ou operações de entrada e
D6 D7    CICLO
                 saída, chamados, respectivamente, PCR, PCW e
0    0   PCI     PCC (R = leitura, W = escrita, C = I/O)
0    1   PCR
1    0   PCC     Os ciclos são codificados com dois bits, D6 e
                 D7, e estão presentes apenas no barramento
1    1   PCW                                                     8
                 de dados durante T2.
Famílias de Processadores




                                   9

Pinagem – Vista exterior do chip
Famílias de Processadores




                                10


Microarquitetura
Famílias de Processadores
• A CPU Intel 8080 (1.974):
  • Considerada uma cpu de uso geral;
  • Foi vendida em massa;
  • Variações: 8080A, 8080A-1 e 8080A-2;
  • 75 instruções;
  • 2MHz de velocidade do clock;
  • 8bits de largura de barramento;
  • 6.000 transistores;
  • Dimensão mínima da tecnologia de fabricação em micro
    milimetros: 6;
  • Usado no primeiro computador pessoal, chamado ALTAIR.
                                                            11
Famílias de Processadores
• A CPU Intel 8080 (1.974):
  • É um microprocessador empacotado em um único microchip LSI
    (Large Scale Integration);
  • 40 pinos DIP (dual inline packaging);
  • Tem um ciclo de máquina de 72 micro-segundos;
  • Possui um barramento de dados bidirecional de 8 bits e um
    barramento de endereços (unidirecional) de 16 bits, permitindo
    endereçar 64k bytes de memória;
  • 7 registradores de uso geral de 8 bits cada;
  • 512 portas de entrada/saída;
  • Fabricada com tecnologia NMOS (nFET Metal Oxide Silicon –
    transistores de efeito de campo de metal óxido-semicondutor do
    tipo N);                                                         12
Famílias de Processadores




                            13
Famílias de Processadores




                            14
Famílias de Processadores
                     Barramentos de
                     Endereços: A0 a A15;

                     Barramentos de Dados: D0
                     a D7;

                     SYNC – Sincronização do
                     sinal;

                     DBIN – indica que o
                     barramento de dados está
                     no modo de entrada de
                     dados;

                     READY – sinal usado para
                     sincronizar a CPU com a    15
                     memória;
Famílias de Processadores
                     WAIT – CPU no estado de
                     espera;

                     WR = sinal para escrita de
                     memória;

                     INTE = indica o conteúdo
                     da interrupção interna;

                     INT = solicitação de
                     interrupção;

                     RESET: limpa o registrador
                     contador de programa;

                     VDD, VBB e VCC = fonte;      16

                     GND = terra;
Famílias de Processadores
• A CPU Intel 8080 (1.974):
  • DataSheet




                              17
Referências
• DataSheets            Intel.          Disponível      em:
  http://www.datasheetcatalog.com/intel/4/. Acessado em 13
  de Março de 2012.
• Guia de Referência de Processadores Intel. Disponível em:
  http://www.intel.com/pressroom/kits/quickreffam.htm.
  Acessado em 13 de Março de 2012.
• Famílias de Processadores Intel. Disponível em:
  http://www.intel.com/pressroom/kits/quickreffam.htm.
  Acessado em 13 de Março de 2012.
• Intel            8080.              Disponível        em:
  http://pt.wikipedia.org/wiki/Intel_8080. Acessado em 13
  Março de 2012.                                              18
Referências
• Processadores            Intel.          Disponível      em:
  http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Intel_microprocessors.
  Acessado em 13 de Março de 2012.
• Processadores        Intel       x86.       Disponível   em:
  http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Intel_x86_microproces
  sors. Acessado em 13 de Março de 2012.
• Cronologia de Microprocessadores. Disponível em:
  http://en.wikipedia.org/wiki/Microprocessor_chronology.
  Acessado em 13 de Março de 2012.
• Visão Geral dos Processadores Intel. Disponível em:
  http://titancity.com/articles/intel.html. Acessado em 13
  Março de 2012.                                                 19
Referências
• Microprocessador       Intel      8080.    Disponível   em:
  http://wwwusers.rdc.puc-rio.br/rmano/i8080.html. Acessado
  em 13 de Março de 2012.
• Lista     de    Processadores      Intel.   Disponível  em:
  http://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_microprocessadores_da
  _Intel. Acessado em 13 Março de 2012.
• Intel            8080.              Disponível          em:
  http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8080. Acessado em 13
  Março de 2012.



                                                                20

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  • 1. Arquitetura de Computadores Prof.ª Ms. Elaine Cecília Gatto 1
  • 2. Famílias de Processadores • A CPU Intel 8008 (1.972): • Considerado o primeiro microprocessador de 8 bits; • Barramento de endereço externo de 14 bits; • Velocidade do clock: 0.2 MHz a 0.8 MHz; • 16 Kb de endereçamento de memória; • Execução de 30.000 instruções por segundo; • 8 bits de largura de barramento; • 3.500 transistores; • Encapsulamento DIP (18 pinos); • 10 micro milimetros; • 45 instruções; 2
  • 3. Famílias de Processadores • A CPU Intel 8008 (1.972): • Originalmente destinada a ser utilizado no microcomputador 2200 Datapoint; • Usada em: terminais burros, calculadoras gerais, manipulação de dados, manipulação de caracteres; • O 8008 pode acessar 8 portas de entrada e 24 portas de saída. • Desvantagem: o 8008 era um pouco mais lento em termos de instruções por segundo (36.000 a 80.000 em 0,8 MHz) do que 4004 e o 4040; • Vantagem: a CPU 8008 podia processar os dados com 8 bits e também acessar a RAM mais rapidamente, isso deu uma vantagem de velocidade significativa na Marçoria das aplicações. 3
  • 4. Famílias de Processadores • A CPU Intel 8008 (1.972): • Possuia uma pilha de endereços que continha oito registradores de 14-bits, incluindo o contador de programa, que permitia o aninhamento de subrotinas até sete níveis; • Tinha sete registradores de 8 bits; • Capacidade para tratar interrupções; • Podia ser usada com qualquer tipo ou velocidade de memória semicondutora em qualquer combinação; • Compatível com tecnologia TTL (entradas, saídas e clocks); 4
  • 5. Famílias de Processadores 5 Diagrama de Blocos Simplificado
  • 6. Famílias de Processadores Controle e Decodificação de Instruções: Controle do estado de codificação (S0, S1 e S2) • O processador controla a utilização do barramento de dados e determina se ele irá enviar ou receber dados; • Os sinais de estado S0, S1 e S2, juntamente com o sinal SYNC informam ao circuito periférico sobre o estado do processador; • RDY = READY; • INT = Interrupções; • SYNC = sincronização; • TIMING = relógio; 6
  • 7. Famílias de Processadores Tipicamanete, um ciclo de máquina consiste em cinco estados: • dois estados em que um endereço é enviado para a memória (T1 e T2); • um estado para busca de dados ou instruções (T3); • dois estados para a execução da instrução (T4 e T5); O processador é usado com memórias mais lentas que ele, portanto, o sinal READY sincroniza o processador com as memórias. Quando as memórias não estão disponíveis para enviar ou receber dados, então o processador vai para o estado WAIT; T1| = interrupções 7
  • 8. Famílias de Processadores As instruções do 8008 requerem entre um e três ciclos de máquina para completar a execução. O primeiro ciclo é sempre o ciclo de busca de uma instrução, chamado de PCI, O segundo e terceiro ciclo são para leitura e escrita de dados ou operações de entrada e D6 D7 CICLO saída, chamados, respectivamente, PCR, PCW e 0 0 PCI PCC (R = leitura, W = escrita, C = I/O) 0 1 PCR 1 0 PCC Os ciclos são codificados com dois bits, D6 e D7, e estão presentes apenas no barramento 1 1 PCW 8 de dados durante T2.
  • 9. Famílias de Processadores 9 Pinagem – Vista exterior do chip
  • 10. Famílias de Processadores 10 Microarquitetura
  • 11. Famílias de Processadores • A CPU Intel 8080 (1.974): • Considerada uma cpu de uso geral; • Foi vendida em massa; • Variações: 8080A, 8080A-1 e 8080A-2; • 75 instruções; • 2MHz de velocidade do clock; • 8bits de largura de barramento; • 6.000 transistores; • Dimensão mínima da tecnologia de fabricação em micro milimetros: 6; • Usado no primeiro computador pessoal, chamado ALTAIR. 11
  • 12. Famílias de Processadores • A CPU Intel 8080 (1.974): • É um microprocessador empacotado em um único microchip LSI (Large Scale Integration); • 40 pinos DIP (dual inline packaging); • Tem um ciclo de máquina de 72 micro-segundos; • Possui um barramento de dados bidirecional de 8 bits e um barramento de endereços (unidirecional) de 16 bits, permitindo endereçar 64k bytes de memória; • 7 registradores de uso geral de 8 bits cada; • 512 portas de entrada/saída; • Fabricada com tecnologia NMOS (nFET Metal Oxide Silicon – transistores de efeito de campo de metal óxido-semicondutor do tipo N); 12
  • 15. Famílias de Processadores Barramentos de Endereços: A0 a A15; Barramentos de Dados: D0 a D7; SYNC – Sincronização do sinal; DBIN – indica que o barramento de dados está no modo de entrada de dados; READY – sinal usado para sincronizar a CPU com a 15 memória;
  • 16. Famílias de Processadores WAIT – CPU no estado de espera; WR = sinal para escrita de memória; INTE = indica o conteúdo da interrupção interna; INT = solicitação de interrupção; RESET: limpa o registrador contador de programa; VDD, VBB e VCC = fonte; 16 GND = terra;
  • 17. Famílias de Processadores • A CPU Intel 8080 (1.974): • DataSheet 17
  • 18. Referências • DataSheets Intel. Disponível em: http://www.datasheetcatalog.com/intel/4/. Acessado em 13 de Março de 2012. • Guia de Referência de Processadores Intel. Disponível em: http://www.intel.com/pressroom/kits/quickreffam.htm. Acessado em 13 de Março de 2012. • Famílias de Processadores Intel. Disponível em: http://www.intel.com/pressroom/kits/quickreffam.htm. Acessado em 13 de Março de 2012. • Intel 8080. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Intel_8080. Acessado em 13 Março de 2012. 18
  • 19. Referências • Processadores Intel. Disponível em: http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Intel_microprocessors. Acessado em 13 de Março de 2012. • Processadores Intel x86. Disponível em: http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Intel_x86_microproces sors. Acessado em 13 de Março de 2012. • Cronologia de Microprocessadores. Disponível em: http://en.wikipedia.org/wiki/Microprocessor_chronology. Acessado em 13 de Março de 2012. • Visão Geral dos Processadores Intel. Disponível em: http://titancity.com/articles/intel.html. Acessado em 13 Março de 2012. 19
  • 20. Referências • Microprocessador Intel 8080. Disponível em: http://wwwusers.rdc.puc-rio.br/rmano/i8080.html. Acessado em 13 de Março de 2012. • Lista de Processadores Intel. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_microprocessadores_da _Intel. Acessado em 13 Março de 2012. • Intel 8080. Disponível em: http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8080. Acessado em 13 Março de 2012. 20