jueves, 25 de febrero de 2010
miércoles, 24 de febrero de 2010
MEMORIA RAM
LA MEMORIA de acceso aleatorio (en inglés: random-access memory cuyo acrónimo es RAM) es la memoria desde donde el procesador recibe las instrucciones y guarda los resultados. Es el área de trabajo para la mayor parte del software de un computador.1 Existe una memoria intermedia entre el procesador y la RAM, llamada cache, pero ésta sólo es una copia (de acceso rápido) de la memoria principal (típicamente discos duros) almacenada en los módulos de RAM.1Se trata de una memoria de estado sólido tipo DRAM en la que se puede tanto leer como escribir información. Se utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software. Es allí donde se cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo. Se dicen "de acceso aleatorio" porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder a la información de la manera más rápida posible.La frase memoria RAM se utiliza frecuentemente para referirse a los módulos de memoria que se usan en los computadores personales y servidores. En el sentido estricto, los modulos de memoria contienen un tipo, entre varios de memoria de acceso aleatorio , ya que las ROM, memorias Flash , caché (SRAM) , los registros en procesadores y otras unidades de procesamiento también poseen la cualidad de presentar retardos de acceso iguales para cualquier posición. Los módulos de RAM son la presentación comercial de este tipo de memoria, que se compone de integrados soldados sobre un circuito impreso, en otros dispositivos como las consolas de videojuegos, esa misma memoria va soldada sobre la tarjeta principal.Los módulos de memoria RAM son tarjetas de circuito impreso que tienen soldados semiconductores de silicio y, en el caso del tipo SIMM en adelante, se emplea cobre para el área en donde se enchufan (sus pines).Al ser tarjetas de circuitos impresos (como lo son las tarjetas madre o las placas gráficas, etc), los módulos de RAM pueden estar hechos de fibra de vidrio y otros compuestos.IntroducciónBueno , es necesario recalcar que debido a la naturaleza de nuestro trabajo , se nos hizo necesario separar los temas a analizar ( Memorias RAM y USB ).La Idea fue precisamente mezclar estos dos temas pero no revolverlos .USB Universal Serial Bus es una interfase plug&play entre la PC y ciertos dispositivos tales como teclados, mouses, scanner, impresoras, módems, placas de sonido, camaras,etc) .Memoria RAM (Random Access Memory) Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.¿ Qué es... la memoria RAM?La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.Se le llama RAM por que es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamenteFísicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos:La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se borra al apagar el computador, no como los Disquetes o discos duros en donde la información permanece grabada.Tipos de RAMHay muchos tipos de memorias DRAM, Fast Page, EDO, SDRAM, etc. Y lo que es peor, varios nombres. Trataremos estos cuatro, que son los principales, aunque mas adelante en este Informe encontrará prácticamente todos los demás tipos.•
DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es "la original", y por tanto la más lenta.• Usada hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.• Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.• Fast Page (FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns.• Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).• EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos).• Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con velocidad de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.•
SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron.• PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y computadores más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vendidas como "de 100 MHz" las cumplen.• PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y recomendable).
SIMMs y DIMMsSe trata de la forma en que se juntan los chips de memoria, del tipo que sean, para conectarse a la placa base del ordenador. Son unas plaquitas alargadas con conectores en un extremo; al conjunto se le llama módulo.El número de conectores depende del bus de datos del microprocesador, que más que un autobús es la carretera por la que van los datos; el número de carriles de dicha carretera representaría el número de bits de información que puede manejar cada vez.•
SIMMs: Single In-line Memory Module, con 30 ó 72 contactos. Los de 30 contactos pueden manejar 8 bits cada vez, por lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits, necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales. Miden unos 8,5 cm (30 c.) ó 10,5 cm (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco.Los SIMMs de 72 contactos, más modernos, manejan 32 bits, por lo que se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2 módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble de grande (64 bits).•
DIMMs: más alargados (unos 13 cm), con 168 contactos y en zócalos generalmente negros; llevan dos muescas para facilitar su correcta colocación. Pueden manejar 64 bits de una vez, por lo que pueden usarse de 1 en 1 en los Pentium, K6 y superiores. Existen para voltaje estándar (5 voltios) o reducido (3.3 V).Y podríamos añadir los módulos SIP.
DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es "la original", y por tanto la más lenta.• Usada hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.• Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.• Fast Page (FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns.• Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).• EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos).• Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con velocidad de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.•
SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron.• PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y computadores más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vendidas como "de 100 MHz" las cumplen.• PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y recomendable).
SIMMs y DIMMsSe trata de la forma en que se juntan los chips de memoria, del tipo que sean, para conectarse a la placa base del ordenador. Son unas plaquitas alargadas con conectores en un extremo; al conjunto se le llama módulo.El número de conectores depende del bus de datos del microprocesador, que más que un autobús es la carretera por la que van los datos; el número de carriles de dicha carretera representaría el número de bits de información que puede manejar cada vez.•
SIMMs: Single In-line Memory Module, con 30 ó 72 contactos. Los de 30 contactos pueden manejar 8 bits cada vez, por lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits, necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales. Miden unos 8,5 cm (30 c.) ó 10,5 cm (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco.Los SIMMs de 72 contactos, más modernos, manejan 32 bits, por lo que se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2 módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble de grande (64 bits).•
DIMMs: más alargados (unos 13 cm), con 168 contactos y en zócalos generalmente negros; llevan dos muescas para facilitar su correcta colocación. Pueden manejar 64 bits de una vez, por lo que pueden usarse de 1 en 1 en los Pentium, K6 y superiores. Existen para voltaje estándar (5 voltios) o reducido (3.3 V).Y podríamos añadir los módulos SIP.
lunes, 22 de febrero de 2010
MICROPROCESADOR
MICROPROCESADOR
Que es?
El microprocesador es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar los programas. Este viene siendo el cerebro de la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Este ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar y dividir. El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
La evolucion
La tecnología de los circuitos de estado sólido evolucionó en la década de los años 50's. El uso del material silicio de bajo costo y con métodos de producción masiva, hicieron al transistor ser el más usado para el diseño de circuitos. Por lo tanto el diseño de la computadora digital fue un gran avance del cambio para remplazar al tubo al vacío (bulbo) por el transistor a finales de los años 50's.A principios de los años 60's, el arte de la construcción de computadoras de estado sólido se incrementó y surgieron las tecnologías en circuitos digitales como: RTL (Lógica Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor), ECL (Lógica Complementada Emisor).A mediados de los años 60's se producen las familias de lógica digital, dispositivos en escala SSI y MSI que corresponden a pequeña y mediana escala de integración de componentes en los circuitos de fabricación. A finales de los años 60's y principios de los años 70's surgieron los LSI (gran escala de integración ). La tecnología LSI fue haciendo posible más y más circuitos digitales en un circuito integrado. Pero pocos circuitos LSI fueron producidos, los dispositivos de memoria fueron un buen ejemplo.Las primeras calculadoras electrónicas requerían de 75 a 100 circuitos integrados. Después se dio un paso importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, resultando un circuito que fue llamado el microprocesador. El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora, y resultaba revolucionario para su época. Contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado en 1979 para su empleo en terminales informáticos. El Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo. Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores. Entre ellos figuran el Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de transistores; el UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contiene 5,4 millones de transistores; el PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple, IBM y Motorola, con 7 millones de transistores, y el Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation, con 9,3 millones de transistores.
Estan conformados por
El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital nos ayudará a entender el microprocesador.El microprocesador hizo posible la manufactura de poderosas calculadoras y de muchos otros productos. El microprocesador utiliza el mismo tipo de lógica que es usado en la unidad procesadora central (CPU) de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos.En un microprocesador podemos diferenciar diversas partes:
El encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base.
La memoria cache: es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que prediciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM reduciendo el tiempo de espera. Por ejemplo: en una biblioteca, en lugar de estar buscando cierto libro a través de un banco de ficheros de papel se utiliza las computadora, y gracias a la memoria cache, obtiene de manera rápida la información. Todos los micros compatibles con PC poseen la llamada cache interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.
Coprocesador Matemático: o correctamente la FPU (Unidad de coma flotante). Que es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del micro en otro chip. Esta parte esta considerada como una parte "lógica" junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos.
Los registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros esta diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador pero que CPU los utiliza en algunas operaciones en total son treinta y dos registros.
La memoria: es el lugar donde el procesador encuentra sus instrucciones de programa y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador los toma de ahí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador.
Puertos: es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es parecido a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un número de puerto que el procesador utiliza como un numero de teléfono para llamar al circuito o a partes especiales.
Caracteristicas (Diferenciacion)
Existen características fundamentales que son esenciales para identificar un microprocesador, a parte del nombre que se le dan y marca o compañía por la que fue fabricada. Los cuales son:
Su ancho de bus (medido en bits).
La velocidad con que trabajan (medida en hertzios): existen dos tipo de velocidades de los micros hoy en día, velocidad interna la velocidad a la que funciona el micro internamente (200, 333, 450... MHz); y velocidad externa o del bus o también "velocidad del FSB"; la velocidad a la que se comunican el micro y la placa base, para poder abaratar el precio de ésta. Típicamente, 33, 60, 66, 100 ó 133 MHz.
Pasos Para La Elaboración De Un MicroprocesadorPara la elaboración de un microprocesador este tiene que ser elaborado bajo un extremo cuidado para que ninguna partícula de alguna clase afecte su elaboración.Los pasos son:1) Hace usa del CAD. Para diseñar la estructura del chip y crear la lógica de cada circuito. Aunque un chip puede contener hasta treinta capas, por lo general hay de 10 a 20 capas tramadas de diversos materiales; cada capa cumple un propósito diferente. En el diseño de circuitos de varias capas, cada una tiene una clave de color para que el diseñador pueda distinguirlas.2) Creación de la plantilla. El dibujo computarizado del diseñador del producto se convierte en una plantilla o retícula, que consiste en una placa de vidrio o de cuarzo con un material opaco (como el cromo) formado para crear el diseño. El numero de capas depende de la complejidad de la lógica del chip. Cuando se combinan todas ellas crean los millones de transistores y circuitos que componen la arquitectura del micro.3) Creación de los cilindros del silicio. El silicio derretido se vierte en moldes redondos. Ya que el silicio la segunda sustancia mas abundante se usa en la fabricación de circuitos integrados. Al silicio también se le llama granos de arena inteligente.4) Como se cortan las obleas de silicio. Al cilindro del silicio se le da forma y se la prepara antes de rebanarlo en obleas después las mismas se pulen y se les dan un acabado perfecto.5) Vestido de conejos. Para mantener limpio el ambiente, los trabajadores usan trajes ajustados Gor-tex. Para ponerse estos trajes se siguen procedimientos de 100 pasos.6) La casa se mantiene limpia. De todos los poros del techo de la planta fabricante fluye aire limpio que luego pasa a través de agujeros en el suelo, hacía un sistema de filtración. Una habitación normal contiene unos 15 millones de partículas de polvo por pie cúbico, pero una habitación limpia, hay menos de una partícula por pie cúbico. Todo el aire del cuarto limpio se remplaza siete veces por minuto.Algunas partes del proceso de fabricar los micro se realizan con luz amarilla, debido a que las obleas están revestidas con un material fotosensible llamado fotoresist antes de imprimir el siguiente diseño en la superficie de la oblea de silicio.7) Las obleas se revisten. Las obleas de silicio que después contendrán varios tipos de chips se colocan en un horno de oxigeno a 1250º c. En este horno, cada oblea se reviste con otros minerales para crear las propiedades físicas necesarias para producir los transistores y los interruptores en su superficie.8) Como se graban las obleas. En la superficie de la oblea se coloca el fotoresist lo que crea una película que aceptara la imagen diseñada. Sobre la oblea se coloca la plantilla y ambas se colocan en luz ultravioleta. De esta forma, el trazo de los circuitos se transfiere a la oblea. Después se revela el fotoresist, eliminando por lavado las partes no deseadas y dejando en la oblea la trama trasferida. Se usa tecnología de plasma(gases supercalientes) para grabar permanentemente la imagen de los circuitos en la oblea. Esta es una de las técnicas empleadas en el proceso de grabación. La oblea regresa al horno para recibir otro revestimiento, en el cual se grabará otra capa de circuitos. Esto se repite por cada capa hasta que la oblea este terminada.9) El control de las obleas. A lo largo de todo el proceso de manufactura se controla las obleas en ciertas etapas de la fabricación se mide las capas para determinar su altura y estructura química. Con estas mediciones se evalúa la medición del proceso y se facilitan las modificaciones de procedimiento en tiempo real.10) Las obleas se perforan. Este instrumento requiere solo un segundo para perforar 1440 diminutos agujeros. Estos agujeros permiten la interconexión de las capas de los circuitos. Cada capa debe estar perfectamente alineada(en rangos de diez milésimas de milímetros con las otras).11) Las obleas grabadas se remueven. El resultado del proceso de revestimiento y grabación de una oblea de silicio que contiene de 100 a 400 circuitos integrados, cada uno de los cuales están formados por millones de transistores.12) Las obleas se montan. Cada oblea se monta en al vacío en una cinta de película de lente con marco de metal. La oblea de marco de metal se coloca cerca de la cinta; después las tres partes se cámara se cargan en una cámara de vacío. El vacío hace que se desplace suavemente hacía la parte tercera del marco de metal.13) Corte de obleas. Con una sierra de borde de diamante del grueso de un cabello se separa la oblea en cada procesador individual conocido como dado. El residuo de agua mantiene baja la temperatura de la superficie, después del corte, las obleas se lavan con agua a alta presión en algunas ocasiones se usan láseres especiales para cortar la oblea.14) El dado se adhiere. cada dado se adhiere a una sustancia epoxica de plata del área central de un marco de plomo con terminales. El dado se separa de la cinta mediante la cinta mediante agujas que salen de abajo para empujarlo, mientras una punta al vacío lo levanta desde arriba. Después, los marcos de plomo se calientan en un horno para que cure el epoxico. El mapa de la oblea creado en prueba indica al equipo de colocación de dados qué marco colocar en el marco de plomo.15) Empaque de los chips. Los chips están puestos encapsulados de cerámica o metal. Los encapsulados tienen conectores de pins eléctricos estándar que permiten que el chip sea conectado cómodamente en tarjetas de circuitos. Dado que los pins tienden a corroerse, los conectores son la parte mas vulnerable en un sistema de computación. Para evitar la corrosión y mala conexión de uno de ellos los pins de algunos conectores están hechos de oro.16) Los chip se prueban. Cada chip se prueban para evaluar la funcionalidad y ver a que velocidad pueden almacenar y recuperar información. La velocidad del chip(tiempo de acceso) se mide en nano-segundos(millonésima de segundo, 1/1,000,000,000).Los requerimientos de precisión son tan grandes que se llega a encontrar defectuosa hasta la mitad de los chips. El los chips defectuosos se coloca una gota de tinta.17) La quema. Este horno de quema efectúa pruebas de rendimiento con cada chip simulando condiciones reales de uso. Se prueba cada chip pasando la información y solicitándosela, para garantizar que recibe, almacena y envía los datos correctos.18) Exploración. Todos los chips son analizados mediante instrumentos ópticos y/ o de láser para descubrir cualquier curvatura o guías faltantes o mal formadas.19) Creación de las tarjetas de circuitos. Mediante el equipo robotizado se coloca con precisión los diversos chips en la soldadura y los contactos. Las tarjetas terminadas después se calientan en el horno de reflujo, para que el plomo y la soldadura se unan fundiéndose y se fije el chip en la tarjeta de circuitos impresos.20) Instalación de los chips. Las tarjetas de circuitos terminados se instalan en computadoras en miles de otros dispositivos controlados por computadora.
Como funcionan
Los microprocesadores deben cumplir con ciertas capacidades, la primera leer y escribir información en la memoria de la computadora. Esto es decisivo ya que en las instrucciones del programa que ejecuta el microprocesador y los datos sobre los cuales trabaja están almacenados temporalmente en esa memoria. La otra capacidad es reconocer y ejecutar una serie de comandos o instrucciones proporcionados por los programas. La tercera capacidad es decirle a otras partes de la computadora lo que deben de hacer, para que el micro pueda dirigir la operación a la computadora. En pocas palabras los circuitos de control de la MPU o microprocesador tienen la función de decodificar y ejecutar el programa (un conjunto de instrucciones para el procesamiento de los datos).
Que es?
El microprocesador es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar los programas. Este viene siendo el cerebro de la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Este ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar y dividir. El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
La evolucion
La tecnología de los circuitos de estado sólido evolucionó en la década de los años 50's. El uso del material silicio de bajo costo y con métodos de producción masiva, hicieron al transistor ser el más usado para el diseño de circuitos. Por lo tanto el diseño de la computadora digital fue un gran avance del cambio para remplazar al tubo al vacío (bulbo) por el transistor a finales de los años 50's.A principios de los años 60's, el arte de la construcción de computadoras de estado sólido se incrementó y surgieron las tecnologías en circuitos digitales como: RTL (Lógica Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor), ECL (Lógica Complementada Emisor).A mediados de los años 60's se producen las familias de lógica digital, dispositivos en escala SSI y MSI que corresponden a pequeña y mediana escala de integración de componentes en los circuitos de fabricación. A finales de los años 60's y principios de los años 70's surgieron los LSI (gran escala de integración ). La tecnología LSI fue haciendo posible más y más circuitos digitales en un circuito integrado. Pero pocos circuitos LSI fueron producidos, los dispositivos de memoria fueron un buen ejemplo.Las primeras calculadoras electrónicas requerían de 75 a 100 circuitos integrados. Después se dio un paso importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, resultando un circuito que fue llamado el microprocesador. El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora, y resultaba revolucionario para su época. Contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado en 1979 para su empleo en terminales informáticos. El Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo. Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores. Entre ellos figuran el Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de transistores; el UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contiene 5,4 millones de transistores; el PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple, IBM y Motorola, con 7 millones de transistores, y el Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation, con 9,3 millones de transistores.
Estan conformados por
El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital nos ayudará a entender el microprocesador.El microprocesador hizo posible la manufactura de poderosas calculadoras y de muchos otros productos. El microprocesador utiliza el mismo tipo de lógica que es usado en la unidad procesadora central (CPU) de una computadora digital. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos.En un microprocesador podemos diferenciar diversas partes:
El encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base.
La memoria cache: es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que prediciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM reduciendo el tiempo de espera. Por ejemplo: en una biblioteca, en lugar de estar buscando cierto libro a través de un banco de ficheros de papel se utiliza las computadora, y gracias a la memoria cache, obtiene de manera rápida la información. Todos los micros compatibles con PC poseen la llamada cache interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.
Coprocesador Matemático: o correctamente la FPU (Unidad de coma flotante). Que es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del micro en otro chip. Esta parte esta considerada como una parte "lógica" junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos.
Los registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros esta diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador pero que CPU los utiliza en algunas operaciones en total son treinta y dos registros.
La memoria: es el lugar donde el procesador encuentra sus instrucciones de programa y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador los toma de ahí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador.
Puertos: es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es parecido a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un número de puerto que el procesador utiliza como un numero de teléfono para llamar al circuito o a partes especiales.
Caracteristicas (Diferenciacion)
Existen características fundamentales que son esenciales para identificar un microprocesador, a parte del nombre que se le dan y marca o compañía por la que fue fabricada. Los cuales son:
Su ancho de bus (medido en bits).
La velocidad con que trabajan (medida en hertzios): existen dos tipo de velocidades de los micros hoy en día, velocidad interna la velocidad a la que funciona el micro internamente (200, 333, 450... MHz); y velocidad externa o del bus o también "velocidad del FSB"; la velocidad a la que se comunican el micro y la placa base, para poder abaratar el precio de ésta. Típicamente, 33, 60, 66, 100 ó 133 MHz.
Pasos Para La Elaboración De Un MicroprocesadorPara la elaboración de un microprocesador este tiene que ser elaborado bajo un extremo cuidado para que ninguna partícula de alguna clase afecte su elaboración.Los pasos son:1) Hace usa del CAD. Para diseñar la estructura del chip y crear la lógica de cada circuito. Aunque un chip puede contener hasta treinta capas, por lo general hay de 10 a 20 capas tramadas de diversos materiales; cada capa cumple un propósito diferente. En el diseño de circuitos de varias capas, cada una tiene una clave de color para que el diseñador pueda distinguirlas.2) Creación de la plantilla. El dibujo computarizado del diseñador del producto se convierte en una plantilla o retícula, que consiste en una placa de vidrio o de cuarzo con un material opaco (como el cromo) formado para crear el diseño. El numero de capas depende de la complejidad de la lógica del chip. Cuando se combinan todas ellas crean los millones de transistores y circuitos que componen la arquitectura del micro.3) Creación de los cilindros del silicio. El silicio derretido se vierte en moldes redondos. Ya que el silicio la segunda sustancia mas abundante se usa en la fabricación de circuitos integrados. Al silicio también se le llama granos de arena inteligente.4) Como se cortan las obleas de silicio. Al cilindro del silicio se le da forma y se la prepara antes de rebanarlo en obleas después las mismas se pulen y se les dan un acabado perfecto.5) Vestido de conejos. Para mantener limpio el ambiente, los trabajadores usan trajes ajustados Gor-tex. Para ponerse estos trajes se siguen procedimientos de 100 pasos.6) La casa se mantiene limpia. De todos los poros del techo de la planta fabricante fluye aire limpio que luego pasa a través de agujeros en el suelo, hacía un sistema de filtración. Una habitación normal contiene unos 15 millones de partículas de polvo por pie cúbico, pero una habitación limpia, hay menos de una partícula por pie cúbico. Todo el aire del cuarto limpio se remplaza siete veces por minuto.Algunas partes del proceso de fabricar los micro se realizan con luz amarilla, debido a que las obleas están revestidas con un material fotosensible llamado fotoresist antes de imprimir el siguiente diseño en la superficie de la oblea de silicio.7) Las obleas se revisten. Las obleas de silicio que después contendrán varios tipos de chips se colocan en un horno de oxigeno a 1250º c. En este horno, cada oblea se reviste con otros minerales para crear las propiedades físicas necesarias para producir los transistores y los interruptores en su superficie.8) Como se graban las obleas. En la superficie de la oblea se coloca el fotoresist lo que crea una película que aceptara la imagen diseñada. Sobre la oblea se coloca la plantilla y ambas se colocan en luz ultravioleta. De esta forma, el trazo de los circuitos se transfiere a la oblea. Después se revela el fotoresist, eliminando por lavado las partes no deseadas y dejando en la oblea la trama trasferida. Se usa tecnología de plasma(gases supercalientes) para grabar permanentemente la imagen de los circuitos en la oblea. Esta es una de las técnicas empleadas en el proceso de grabación. La oblea regresa al horno para recibir otro revestimiento, en el cual se grabará otra capa de circuitos. Esto se repite por cada capa hasta que la oblea este terminada.9) El control de las obleas. A lo largo de todo el proceso de manufactura se controla las obleas en ciertas etapas de la fabricación se mide las capas para determinar su altura y estructura química. Con estas mediciones se evalúa la medición del proceso y se facilitan las modificaciones de procedimiento en tiempo real.10) Las obleas se perforan. Este instrumento requiere solo un segundo para perforar 1440 diminutos agujeros. Estos agujeros permiten la interconexión de las capas de los circuitos. Cada capa debe estar perfectamente alineada(en rangos de diez milésimas de milímetros con las otras).11) Las obleas grabadas se remueven. El resultado del proceso de revestimiento y grabación de una oblea de silicio que contiene de 100 a 400 circuitos integrados, cada uno de los cuales están formados por millones de transistores.12) Las obleas se montan. Cada oblea se monta en al vacío en una cinta de película de lente con marco de metal. La oblea de marco de metal se coloca cerca de la cinta; después las tres partes se cámara se cargan en una cámara de vacío. El vacío hace que se desplace suavemente hacía la parte tercera del marco de metal.13) Corte de obleas. Con una sierra de borde de diamante del grueso de un cabello se separa la oblea en cada procesador individual conocido como dado. El residuo de agua mantiene baja la temperatura de la superficie, después del corte, las obleas se lavan con agua a alta presión en algunas ocasiones se usan láseres especiales para cortar la oblea.14) El dado se adhiere. cada dado se adhiere a una sustancia epoxica de plata del área central de un marco de plomo con terminales. El dado se separa de la cinta mediante la cinta mediante agujas que salen de abajo para empujarlo, mientras una punta al vacío lo levanta desde arriba. Después, los marcos de plomo se calientan en un horno para que cure el epoxico. El mapa de la oblea creado en prueba indica al equipo de colocación de dados qué marco colocar en el marco de plomo.15) Empaque de los chips. Los chips están puestos encapsulados de cerámica o metal. Los encapsulados tienen conectores de pins eléctricos estándar que permiten que el chip sea conectado cómodamente en tarjetas de circuitos. Dado que los pins tienden a corroerse, los conectores son la parte mas vulnerable en un sistema de computación. Para evitar la corrosión y mala conexión de uno de ellos los pins de algunos conectores están hechos de oro.16) Los chip se prueban. Cada chip se prueban para evaluar la funcionalidad y ver a que velocidad pueden almacenar y recuperar información. La velocidad del chip(tiempo de acceso) se mide en nano-segundos(millonésima de segundo, 1/1,000,000,000).Los requerimientos de precisión son tan grandes que se llega a encontrar defectuosa hasta la mitad de los chips. El los chips defectuosos se coloca una gota de tinta.17) La quema. Este horno de quema efectúa pruebas de rendimiento con cada chip simulando condiciones reales de uso. Se prueba cada chip pasando la información y solicitándosela, para garantizar que recibe, almacena y envía los datos correctos.18) Exploración. Todos los chips son analizados mediante instrumentos ópticos y/ o de láser para descubrir cualquier curvatura o guías faltantes o mal formadas.19) Creación de las tarjetas de circuitos. Mediante el equipo robotizado se coloca con precisión los diversos chips en la soldadura y los contactos. Las tarjetas terminadas después se calientan en el horno de reflujo, para que el plomo y la soldadura se unan fundiéndose y se fije el chip en la tarjeta de circuitos impresos.20) Instalación de los chips. Las tarjetas de circuitos terminados se instalan en computadoras en miles de otros dispositivos controlados por computadora.
Como funcionan
Los microprocesadores deben cumplir con ciertas capacidades, la primera leer y escribir información en la memoria de la computadora. Esto es decisivo ya que en las instrucciones del programa que ejecuta el microprocesador y los datos sobre los cuales trabaja están almacenados temporalmente en esa memoria. La otra capacidad es reconocer y ejecutar una serie de comandos o instrucciones proporcionados por los programas. La tercera capacidad es decirle a otras partes de la computadora lo que deben de hacer, para que el micro pueda dirigir la operación a la computadora. En pocas palabras los circuitos de control de la MPU o microprocesador tienen la función de decodificar y ejecutar el programa (un conjunto de instrucciones para el procesamiento de los datos).
domingo, 21 de febrero de 2010
presentacion
ingrese al sena para prepararme para el ingreso a un mercado laborar, ya que el sena es una institucion que nos ofrece grandes oportunidades para la formacion de nuestras vidas laborales
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