L脫GICA DE TRANSFERENCIA DE REGISTROS
INTRODUCCI脫N
Los registros de computadora est谩n representados por letras
may煤sculas (en ocasiones seguidas de n煤meros), para denotar la funci贸n del
registro. Por ejemplo, el registro que contiene una direcci贸n para la unidad de
memoria, por lo general se llama un registro de direccionamiento de memoria y
se designan las letras MAR (memory address register). Otros nombres para
registros son : PC (contador de
programa) IR (registro de
instrucci贸n) Rl (registro de
procesador)
INDICE
5.1 INTRODUCCION
5.2 TRANSFERECIA ENTRE REGISTROS
5.3MICROOPERACIONES ARITMETICAS Y LOGICAS
CONCEPTO
Es un conjunto de expresiones y afirmaciones con una
notaci贸n simb贸lica para especificar las interconexiones necesarias entre los
distintos componentes de un sistema digital.
Se seleccionan registros como los componentes primitivos de
un sistema digital en vez de las compuertas y los flip-flop como en la l贸gica
secuencial
De esta forma es
posible describir de forma precisa y concisa el flujo de informaci贸n y
las tareas de procesamiento entre los datos acumulados entre registros
●
El conjunto de registros en un sistema y sus
funciones.
●
La informaci贸n en c贸digo binario almacenado en
los registros.
●
Las operaciones realizadas a partir de la
informaci贸n almacenada en los registros.
●
Las funciones de control que inician la
secuencia de operaciones.
Estos cuatro componentes forman la base del m茅todo de l贸gica
de transferencia entre registros
●
Como resultado de una micro operaci贸n el dato
previamente almacenado en un registro puede alterarse o ser almacenado en otro
registro, etc.
● LOS REGISTROS SON UN MEDIO DE AYUDA A LAS OPERACIONES REALIZADAS POR LA UNIDAD DE CONTROL, LA UNIDAD ARITM脡TICA Y L脫GICA. QUE PERMITEN ALMACENAR INFORMACI脫N, TEMPORALMENTE, PARA FACILITAR LA MANIPULACI脫N DE LOS DATOS POR PARTE DE LA CPU.
5.2 TRANSFERECIA ENTRE REGISTROS
●
La transferencia de datos de un registro a otro
es justamente almacenar en un registro los datos de otro registro. Para esto es
necesario que la salida del registro que posee los datos (registro origen) est茅
conectada a la entrada del registro en el que vamos a almacenar la informaci贸n
(registro destino). Al aplicar un pulso de reloj, el registro destino toma los
datos provenientes del registro origen.
●
La transferencia de un registro a otro se indica
como:
●
A
B
●
que quiere decir guardar en el registro A el
contenido del registro B. (A es el registro destino
y B el registro origen).
Si queremos realizar la transferencia de un registro origen
a un registro destino, por ejemplo desde el registro origen A al
registro destino B ( B A ),
tenemos el siguiente circuito.
En la figura se muestra como se conectan las salidas de los
flip-flops del registro A (origen) a las entradas de los flip-flops del
registro B (destino). De esta forma, al aplicar un pulso en la entrada de reloj
del registro B este tomar谩 los datos disponibles en su entrada y los
almacenar谩. La transferencia de datos se
efectuar谩 cuando la se帽al de control SC sea igual a 1. Esto para que la
operaci贸n se realice en un momento determinado por el circuito que genera las
se帽ales de control.(circuito de secuencia de control).El diagrama de tiempo
muestra los cambios de las diferentes se帽ales y el momento en el que el
registro almacena la nueva informaci贸n.
Si queremos transferir datos de
varios registros origen a un registro destino debemos seleccionar de cual de
los registros se va a tomar la informaci贸n. Para ello asociaremos una se帽al de
control SC a cada posible transferencia. Tendremos tantas se帽ales de control
como transferencias se puedan realizar. Solamente la se帽al de control asociada
a la transferencia que se quiere realizar valdr谩 1, permitiendo enrutar la salida
del registro correspondiente hacia la entrada del registro destino. Las dem谩s
se帽ales de control valdr谩n 0. SOLO UNA SE脩AL DE CONTROL PUEDE VALER 1 EN UN MOMENTO DETERMINADO. Al
bajar un pulso de reloj el registro destino almacenar谩 la informaci贸n del registro
seleccionado.
TRANSFERENCIA DE VARIOS REGISTROS A VARIOS REGISTROS
Si queremos transferir datos de
varios registros origen a varios registros destino debemos agregar un set de
compuertas ANDs que combina la se帽al de control SC con las salidas del registro
origen, por cada transferencia que queremos realizar, y un set de compuertas ORs a la entrada de
cada registro destino.
Por ejemplo en el circuito que se
muestra a continuaci贸n, si queremos realizar la transferencia de 3 registros
origen a 2 registros destino, tendemos seis posibles transferencias:
TRANSFERENCIA ENTRE REGISTROS CON ESTRUCTURA DE BUSES
Si utilizamos el esquema anterior
para realizar las transferencias entre registros, a medida que incrementemos el
numero de registros y de transferencias posibles, el circuito se hace muy
costoso por el incremento de las compuertas.
Existe un m茅todo alternativo , generalmente mas econ贸mico que el de utilizar
una estructura de "buses". La transferencia de datos entre registros
utilizando la estructura de buses es un proceso que se realiza en dos pasos.
El primer paso es utilizar las
se帽ales de control para enrutar el dato hacia la salida del bus. Esta operaci贸n
difiere de la transferencia ya que el bus no almacena los datos. El dato
permanecer谩 en la salida del bus mientras la se帽al de control permanezca en 1.
Es importante resaltar esta
distinci贸n, EL BUS NO ALMACENA INFORMACION. De hecho el bus est谩 compuesto
b谩sicamente por el set de compuertas OR las cuales no almacenan
informaci贸n y su salida depende del valor de las entradas en ese momento.
El segundo paso es el de almacenar la salida del bus en el registro destino, lo
que se realiza aplicando un pulso de reloj , controlado por una se帽al de
control. En ese momento es que la se帽al de control que manten铆a el dato en el
bus pasa a ser nuevamente 0.
Para realizar el mismo tipo de
transferencia que en el circuito anterior, pero con estructura de buses tenemos
el siguiente diagrama
5.3MICROOPERACIONES ARITMETICAS Y LOGICAS
●
Microoperaciones
l贸gicas
●
Microoperaciones
de corrimiento
●
Las
microoperaciones aritm茅ticas b谩sicas son suma, resta, incremento, decremento y
corrimiento.
●
Transferencia de registros
●
Los
registros de computadora est谩n representados por letras may煤sculas (en
ocaciones seguidas de n煤meros), para denotar la funci贸n del registro. Por
ejemplo:
MAR (Memory address register) : registro que contiene una direcci贸n para la
unidad de memoria
●
PC
: contador de programa
●
IR
: registro de instrucci贸n
●
R1
: registro de procesador
●
Los
flip-flops individuales en un registro de n bits est谩n numerados en una
secuencia de 0 hasta n-1, comenzando desde 0 en la posici贸n de la extrema
derecha y aumentando los n煤meros hacia la izquierda. La manera m谩s com煤n de
representar un registro es mediante una caja rectangular con el nombre del
registro dentro.
●
Las
microoperaciones l贸gicas especifican operaciones binarias para arreglos de bits
almacenados en registros. Estas operaciones consideran cada bit de registro en
forma separada y los tratan como variables binarias.
MICROOPERACIONES DE CORRIMIENTO
Corrimiento l贸gico : es aquel que transfiere un
0 por la entrada serial.
Corrimiento circular : hace circular los bits del registro por los dos extremos
sin p茅rdida de informaci贸n. Esto se consigue al conectar la salida serial del
registro de corrimiento a su entrada serial.
Corrimiento aritm茅tico : recorre un n煤mero
binario con signo a la derecha o a la izquierda. Un corrimiento aritm茅tico a la
izquierda multiplica un n煤mero binario con signo por 2
●
Un
corrimiento aritm茅tico a la derecha divide el n煤mero entre 2. El bit del
extremo izquierdo contine el bit de signo y los bits restantes contienen el
n煤mero. El bit de signo es 0 para los n煤meros positivos y 1 para los negativos.
Los n煤meros negativos est谩n en su forma complemento a 2.
LENGUAJE DE CORRIMIENTO
●
El dise帽o de sistemas digitales utiliza de
manera invariable un enfoque modular. Los m贸dulos se construyen a partir de
componentes digitales como registros, decodificadores, elementos aritm茅ticos y
l贸gica de control. Los diferentes m贸dulos est谩n interconectados con los datos y
las trayectorias de control comunes para formar un sistema de computadora
digital
●
El control que inicia la secuencia de micro
operaciones. La notaci贸n simb贸lica que se utiliza para describir las transferencias
de micro operaciones entre registros se llama lenguaje de transferencia de
registros. Es una herramienta conveniente para describir la organizaci贸n
interna de las computadoras digitales de una manera precisa y concisa. Tambi茅n
puede usarse para facilitar el procesos de dise帽ar sistemas digitales.
●
Transferencia interna con transformaci贸n:
operaciones aritm茅ticas o l贸gicas utilizando registros internos del procesador.
●
Transferencia externa: operaciones de
transferencia entre registros internos del procesador y registros externos al
procesador o m贸dulos externos al procesador (como el bus del sistema o la
memoria principal).
CONCLUSIONES
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