Serie 2 Bosco
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Soria Zepeda Fernando Edgar Serie 2 Microcomputadoras
1. Escriba una definición de “embeddedsystems” en 20 palabras.
Es un sistema computacional para realizar las funciones específicas, es
frecuente de un sistema de computación real, están en la placa base.
2. Epli!ue las diferencias entre la ar!uitectura "ar#ard y $on %eumann.
La arquitectura de von Neumann es una familia de arquitecturas de
computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto
para las instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura
Harvard).ri!inalmente, el t"rmino #rquitectura Harvard $acía referencia a las
arquitecturas de computadoras que utilizaban dispositivos de
almacenamiento físicamente separados para las instrucciones % para los
datos (en oposición a la #rquitectura de von Neumann).
&. Epli!ue el mecanismo de “pipeline” de la ar!uitectura "ar#ard.
&n procesador se!mentado o 'ipeline realiza simultáneamente la eecución
de una instrucción % la bsqueda de códi!o de lasi!uiente, de esta
manera, se puede eecutar una instrucción en un ciclo máquina. En la
familia '*+, un ciclo máquina está constituido por ciclos de relo.
'. Escriba el código (S)** de los siguientes caracteres+ ( b , - /
# b-/ /- /H b b-// /- 01H 2 b-// //- 32H 4 b-////- 15 6 b-/ - H 7 b-// //- 37H
,. Escriba el código ) de los siguientes nmeros+ 1324 510
/01 / // / 8/ / /
3. Escriba el código binario de los siguientes nmeros+ 1324 510
8/ b-// / //- /01 b-// /-
6. Escriba el código 7eadecimal de los siguientes nmeros 1324 510
/01 #1H 8/ 31#H
5. Suponga !ue el siguiente blo!ue de 13 bytes es en#iado a tra#8s de
algn medio de trasmisión.)alcule el c7ec9 sum4 !ue es igual a la
parte menos significati#a :1 byte; de la suma binaria deesos 13 bytes+
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32 2& /3 '3 6( & )) 3& 00 12 5 00 01 FF && E ( cuDl de las familias pertenecen los
microcontroladores 13F5'4 13F3254 13F55 y 13F5664 15F2,,0? >)uDl
es la longitud de palabra en la memoria de código de cada uno de
ellos?
icroc$ip tienen un bus de datosde 8=bits, pero la diferencia principal es que el bus de pro!rama es
totalmente diferente en cada familia, los prefios /1,/0 % /8 corresponden a
los nombres de las familias que tiene >icroc$ip % la lon!itud de palabra que
utilizan.+aracterísticas de los pic baseline?@ &tilizan una lon!itud de palabra de /1=bits.@ Aet de 33 instrucciones.@ / b%tes de B#> (máCima)@ Atac: de dos niveles@ / file re!ister de 8=bits@ >emoria de pro!rama direccionable de 3 D5@ 'ueden ser identificados por la estructura de su nmero de parte
como se muestra a continuación? /CCC, /1CCC and /0CCC.+aracterísticas de los pic >idran!e?@ &tilizan una lon!itud de palabra de /=bits@ >emoria de pro!rama direccionable de / D5@ Aet de 32 instrucciones
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@ 308 b%tes de B#> (máCima)@ Atac: de 8 niveles@ / file re!ister de 7 bits@ *nterrupciones por $ardFare@ #lta *nte!ración con comunicación serial, L+;, EE'B>, etc.
@ 'ueden ser identificados por la estructura de su nmero de partecomo se muestra a continuación? /CCC, /1CCC and /0CCC+aracterísticas de los pic Hi!$ 'erformanceG@ &tilizan una lon!itud de palabra de /0=bits@ Hasta 1 >5 de memoria de pro!rama direccionable.@ D5 de B#> (máCima)@ Atac: de 31 niveles en $ardFare@ / file re!ister de 8 bits@ >ultiplicador 8C8 en $ardFare inte!rado@ El más alto desempeo en una arquitectura de 8 bits.@ 'ueden ser identificados por la estructura de su nmero de parte
como se muestra a continuación? /8CCCC, /8CCICC and /8CCDCC+omo nos podemos dar cuenta las principales diferencias radican en la
lon!itud de palabra que utilizan, la memoria B#> disponible % el
desempeo siendo los JbaselineK los que tienen el peor desempeo % los
JHi!$ performanceK el más alto. #unque esto tambi"n afecta el precio de
cada uno siendo inversos los resultados pues los J$i!$ performanceK son
más caros que los JbaselineK./08? 'ertenece a la familia midran!e % utiliza una lon!itud de palabra de
/=bits además tiene /1 palabras de memoria de pro!rama./0018? 'ertenece a la familia midran!e % utiliza una lon!itud de palabra de
/=bits además tiene 18 palabras de memoria de pro!rama.
/088? 'ertenece a la familia midran!e % utiliza una lon!itud de palabra de/=bits % tiene D palabras de memoria de pro!rama./08? 'ertenece a la familia midran!e % utiliza una lon!itud de palabra de
/=bits % tiene 8D palabras de memoria de pro!rama./8122? 'ertenece a la familia Hi!$ performance % utiliza una lon!itud de
palabra de /0=bits % tiene 1D palabras de memoria de pro!rama.
11.>u8 significa !ue el set de instrucciones sea *S)? >)uDntas
instrucciones tiene el set del 13F55 y del 15F2,,0?
B*A+ se refiere a una arquitectura de cómputo, la cual se implementa en
microprocesadores o microcontroladores, en cuanto a las instrucciones al
ser de tipo B*A+ encontramos dos características principales las cuales
son? /. *nstrucciones de tamao fio % presentadas en un reducido nmero
de formatos. 1. Aólo las instrucciones de car!a % almacenamiento acceden
a la memoria de datos.
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El set de instrucciones del /088 cuenta con 32 instrucciones, mientras que
el set de instrucciones del /8122 cuenta con 2 instrucciones.
12.Escriba usando unos y ceros4 el código de operación de las siguientes
instrucciones+ mo#lG "H3,HI addGf "H32HI incfsA "H30H4f I sGapf "H3EH4G4
en un formato de 13 bits4 para el 15F2,,0.
movlF H-02- /// // //addFf H-01-/ / // /incfsz H-0-,f // /// // sFapf H-0E-,F// / // ///
1&.Escriba las instrucciones :15F2,,0; a las !ue corresponden los
códigos de 13 bits 0620" 0'25" 3'&0"4 incluyendo los operandos.
1H M #;;O 1H
18H M *BO
03H M +all $-3
1'.iga las caracterJsticas de las memorias F@(S"4 EEKLM y (M4 y d8
su capacidad en cada uno de los , microcontroladores
13F5'C13F325C13F55C13F5664 15F2,,0.13F5'+
L#AH? / ciclos de escritura % borrado capacidad /=bits de palabra
EE'B>?/ ciclos tipicos de escritura % borrado , retención de
datos por aos +apacidad? 0 5P? +apacidad? 08 5P
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EE'B>?/ ciclos tipicos de escritura % borrado , retención de
datos por aos +apacidad? 120 5P? +apacidad? 308 5P?/ ciclos tipicos de escritura % borrado , retención de
datos por aos +apacidad? 120 5P? +apacidad? 18 5P
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16.>)uantos registros especiales tienen el 13F5'4 13F3254 13F554 13F566
y 15F2,,0?4 >u8 función tienen los registros *S(4 *S4 S(NS4
FS4 *%)L%4 KL(4 KL?
• /08 +uenta con /2 re!istros especiales
• /0018 +uenta con 3 re!istros especiales
• /088 +uenta con 8 re!istros especiales
• /0f8 +uenta con 8 re!istros especiales
• /8122 +uenta con 83 re!istros especiales
• *S( Be!istro de selección de bits de entrada o salida del puerto a
• *S Be!istro de selección de bits de entrada o salida del puerto b
• S(NS Quarda el estado de las banderas c (carr%), dc ($alfcarr%), z
(zero), pd (poFerdoFn, to (temporizador), rp (selector de banco),
rp/ (selector de banco)
•
FS Be!istro apuntador usado para el direccionamiento indirecto dela memoria de datos. Ae usa unto con *N; para leer o escribir
sobre una localidad de memoria.
• *%)L% Este re!istro contiene varios bits de selección de fuentes de
interrupción, el bit de activación !lobal de interrupciones % varios fla!
que indican la causa de una interrupción. Airve para el control !lobal
de las interrupciones % para indicar la procedencia de al!unas de
ellas, !racias a los bits de estado.
• KL( 'uerto #
• KL 'uerto 5
15.Funcionando a '5 M7A >cuDl es el tiempo de eBecución de 1
instrucción en el 15F2,,0?
Esta es la máCima velocidad a la que puede operar el /8122 % cada
instrucción se eecuta en aproCimadamente 83.3 nanose!undos
considerando que cada instrucción es eecutada en ciclos de relo.
1/.>Kor !u8 las instrucciones !ue modifican el contenido del contador
del programa toman el doble de tiempo en eBecutarse !ue el resto de
las instrucciones?
'orque estas instrucciones cortan la secuencia del pro!rama, realizan
saltos a los cuales se consumen tiempo, por tanto llevan más tiempo para
eecutarse.
20.escribalasfuncionesespeciales S@EEK4 LO% LN ESE4 )LE
KLE)4 O()" LP.
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ALEE'?El /8122 cuenta con una función que le permite operar en un modo de
mu% bao consumo, por eemplo en el caso de un sistema con alimentación
de ener!ía solar ó pilas. Ai se tiene una aplicación en la cual el
microcontrolador no desempea nin!una función til $asta la ocurrencia de
al!una interrupción, puede abatirse el consumo promedio del circuito aniveles cercanos a ma (/ u#). La función de ALEE' se $abilita con la
instrucción del mismo nombre. # partir de su eecución, los circuitos del
oscilador maestro cesan de funcionar, siendo de esta forma el consumo de
corriente de casi cero.5BON &< BEAE
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El microcontrolador /8122 cuenta con / re!istros de confi!uración, de 8
bits cada uno. En estos re!istros se pueden $abilitar % confi!urar
numerosas funciones del microcontrolador. El firmFare bootloader
precar!ado en el sistema 5olt, %a contiene los valores listados abao para
cada uno de los / re!istros. #l!unas funciones son?
• +onfi!urar el 5it interno S eCterno oscilador de conmutación
• Ain aplicarse? Leer como TTel bit 2 &A5;*R? bit de selección de relo
&A5 (utilizado en el modo &A5 de velocidad completa solamente
• Ain aplicarse ? Leer como T Tel bit 2 RBEQEN ? &A5 Be!ulador de
voltae interno bit de $abilitación/ M re!ulador de tensión &A5
activarre!ulador de voltae M desactivado &A5
• Ain aplicarse? Leer como T Tbits =/ O;+LBSR'' del '*+, % es usado para poner al '*+ en estado
de pro!ramación.@ 'Q+ ('ro!ram +loc:)? Aeal de relo provista al '*+ para sincronía.@ 'Q; ('ro!ram ;ata)? Línea serial de datos para escritura, lectura %
verificación de la memoria de pro!rama (B> las$) del microcontrolador.@ R;; (Roltae de #limentación 2S3.3 R;+)? Roltae de alimentación
provisto al '*+.
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@ QN; (Qround)? +oneCión a tierra.
2&.>)ómo opera un firmGare “ootloader”? >u8 microcontroladores
conoce usted de las familias 13C y 15C !ue pueden auto programar su
memoria F@(S" a tra#8s de un “ootloader”?
>ediante este firmFare bootloader usted podrá transferir de la '+ a la
memoria L#AH del /8122 los pro!ramas eecutables .$eC a trav"s del
cable &A5 % utilizando el softFare denominado 5olt v./../. Este softFare
%a cuenta con sus drivers necesarios % detecta automáticamente, a trav"s
del cable &A5, la presencia del módulo 5olt con el bootloader car!ado.
El módulo 5olt, con el firmFare 5ootloader, puede funcionar en dos modos
de operación? modo U5ootloaderU en el cual está listo para pro!ramarse, %
modo U&suarioU en el cual se eecuta automáticamente el pro!rama de
aplicación. #mbos modos son confi!urables por el usuario a trav"s de un umper en la tareta 5olt.
Los microtontroladres que conozco que ten!an esta característica son el
/8122 % el /08#
2'.>)ómo se implementa una tabla de datos en el 15F2,,0 usando
lenguaBe ensamblador? >cuDl es la instrucción !ue se usa para leer
cada elemento de la tabla?
'ara implementar una tabla debemos usar el re!istro '+L#
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50"...5F". ealice una simulación en MK@( para comprobar su
funcionamiento.
23.Epli!ue el mecanismo de interrupción en los microcontroladores de
la familia 15FC. >( cuDl dirección de memoria de código salta elprograma cuando se genera la interrupción? >en dónde se guarda la
dirección de retorno de la interrupción? >u8 dispositi#os generan
interrupciones en el 15F2,,0?
El maneo de interrupciones es una t"cnica de pro!ramación, basada en un
mecanismo automático en el $ardFare del microcontrolador, que permite
dar atención a al!n dispositivo ó circuito interno o eCterno, nicamente en
el momento en que "sta se requiera. &na interrupción es en realidad una
llamada a una subrutina, pero iniciada por el $ardFare del propio perif"rico
% no por la instrucción U+#LLU. La interrupción es asíncrona % puede ocurrir en cualquier instante durante la eecución del pro!rama principal.
El maneo de interrupciones es una alternativa al m"todo conocido como
Upollin!U, en el cual dentro del pro!rama principal, se está revisando el
status de cada uno de los perif"ricos, una % otra vez en un loop
permanente, para conocer si al!uno de ellos necesita de atención.La familia '*+/8 introduo una importante novedad de que es posible definir
1 niveles de prioridad en las interrupciones. &na interrupción de alto nivel
puede interrumpir a otra de bao nivel, pero lo contrario no sucederá. #sí que el $ardFare !enera una seal de interrupción, el microcontrolador
termina la ltima operación que estaba realizando al momento de lainterrupción % entonces !uarda en el A
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@ #demás de 3 interrupciones eCternas
26.>u8 #entaBas tiene el uso de interrupciones en un programa4 con otro
sin el uso de ellas?
#l manear interrupciones se a$orra tiempo de +'& %a que si no contamos
con interrupciones para ciertos pro!ramas debemos pro!ramar retardos en
los cuales el microprocesador no tiene nin!una función más que la de
esperar % esto es tiempo muertoG en caso contrario con las interrupciones el
procesador estará trabaando en otros procesos $asta que la interrupción
aparezca % así no perder tiempo de +'&.
25.Mencione las caracterJsticas principales del puerto NS en el
microcontrolador 15F2,,0 y de su uso con el softGare bootloader para
la carga de programas en su memoria F@(S".
El puerto &A5 en el /8122 puede ser usado tanto para alimentar el '*+
como para establecer una coneCión con nuestra '+ % así poder car!ar
nuestros pro!ramas directamente en el microcontrolador.'ero para poder utilizar esta propiedad de conectar nuestro '*+ a la '+ es
necesario tener un bootloader car!ado en nuestro '*+ para que pueda
reconocer la información que le enviamos desde nuestra '+.&n bootloader es un pro!rama que reside dentro de la memoria del
microcontrolador en el cual nos permitira repro!ramar el microcontrolador
sin necesidad de utilizar un !rabador eCterno.'ara esto, es necesario pro!ramar el microcontrolador por los medios
convencionales (utilizando un pro!ramador eCterno), car!andole el$eCa!esimal del bootloader.&na vez $ec$o esto, nuestro microcontrolador está listo para ser utilizado
si necesidad de utilizar un pro!ramador eCterno.
2/.Escriba los códigos 7eadecimales almacenados en memoria cuando
se definen en ) las siguientes #ariables y arreglos4 utiliAando el
compilador )15 y utilice el simulador de MK@( *E para comprobar
sus respuestas+
unsignedint a12&'Iint bT5'/1Ifloat s,'3.52Iint arrayU,VWT,34,654H(H402&4HFHXIc7ararrayU V”NE%(S (ES (M*PLS”I
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