Microcontroladores. Control 2

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DESARROLLO

1. Su jefe le ha pedido explicar a sus compañeros y subalternos por qué la arquitectura RISC implica que todas las instrucciones se ejecutan en un único ciclo. Realice esta explicación relacionándola con la ausencia de memoria de microprograma, ocupando no menos de 30 líneas. (3 puntos).

 Cuando hablamos de un solo ciclo, esto no hace referencia a que la arquitectura RISC soporte menos tipos de instrucciones. Realmente a lo que se refiere, es que las instrucciones en RISC son más simples. Para los procesadores RISC, una instrucción de carga de datos en memoria, no hace más operaciones. El procesador espera una nueva instrucción que le diga lo que tiene que hacer con esos datos.

La mayoría de los diseños de CPU convencionales tienen una tasa máxima de ejecución de una instrucción por ciclo de máquina básica. Para una determinada tecnología, el tiempo de ciclo puede tener un límite inferior. En las CPU complejas, la mayoría de las instrucciones generadas por el compilador suelen ser sencillas. El diseño RISC lo que hace es enfatizar solo un ciclo único de ejecución. Permite incluso sintetizar secuencias de múltiples instrucciones para operaciones menos frecuencias

Implementar estas instrucciones en el procesador RISC es mucho más sencillo. Adicionalmente ocupa menos espacio en los bloques lógicos, pudiéndolos hacer mucho más pequeños. Esto a su vez permite obtener mayores velocidades de funcionamiento.

Como las unidades aritmético-lógicas o las de punto flotante pueden ser más sencillas que en otras arquitecturas. Permite esto a su vez dejar más espacio para otros elementos en el encapsulado del procesador o reducir el tamaño del mismo.

En conclusión, la arquitectura RISC tiene como características fundamentales que solo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos y que sus instrucciones cuentan con un tamaño fijo, presentadas en un número reducido de formatos. Esto, con el objetivo de posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y también reducir los accesos a la memoria. En el caso de que contemos con un dispositivo cuya memoria sea limitada, conviene trabajar con arquitectura RISC, ya que esto nos permitirá ocupar menos espacio en esta y mejorar la velocidad en la ejecución de instrucciones.

1. ¿Cuáles puede decir que son las principales diferencias entre la arquitectura RISC y la CISC, relacionada con el tamaño y costo del circuito integrado? Fundamente su respuesta. (2 puntos).

Los procesadores RISC tienen un conjunto más pequeño de instrucciones con pocos nodos de direccionamiento. Los procesadores CISC tienen un conjunto más grande de instrucciones con muchos nodos de direccionamiento.

Unidad de memoria

RISC no tiene unidad de memoria y utiliza un hardware separado para implementar las instrucciones. CISC tiene una unidad de memoria para implementar instrucciones complejas.

Programación

RISC tiene una unidad de programación cableada. CISC tiene una unidad de microprogramación

Diseño y Cálculos

RISC es un diseño de compilador complejo. CISC es un diseño de compilador fácil

Y los cálculos RISC son más rápidos y más precisos. Los cálculos CISC son lentos y precisos.

Descodificación

La decodificación RISC de instrucciones es simple. La decodificación CISC de instrucciones es compleja

Memoria externa y Tiempo

RISC no requiere memoria externa para los cálculos. CISC requiere memoria externa para los cálculos.  Por lo que el tiempo de ejecución es menor en RISC y muy alto en CISC.

Estancamiento

El estancamiento RISC se reduce principalmente en los procesadores. Los procesadores CISC a menudo se estancan.

Expansión de código y Espacio en disco

La expansión de código puede ser un problema en RISC mientras que, en CISC, la expansión de código no es un problema.

El espacio se optimiza en RISC mientras que en CISC se desperdicia espacio.

              Aplicaciones de RISC y CISC

RISC se utiliza en aplicaciones de alta gama como procesamiento de video, telecomunicaciones y procesamiento de imágenes. CISC se utiliza en aplicaciones de gama baja como sistemas de seguridad, domótica, etc.

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