Introdução aos Microcontroladores

Estes termos, arquitetura e organização, no entanto, tendem a uma homogeneidade e a sua relação a se estreitar, à medida que aumenta a miniaturização dos já miniaturizados microcomputadores.

Mudanças na tecnologia, por exemplo, não apenas influenciam a organização, mas também resultam na introdução de arquiteturas mais ricas e poderosas.

Para estruturas de elevado grau de miniaturização, normalmente, não existe um forte requisito de compatibilidade de uma geração para outra, o que flexibiliza e aumenta a relação das tomadas de decisão relativas à sua arquitetura e à sua organização.

Para nós, neste curso, será mais que suficiente conhecer um pouco da arquitetura dos microcomputadores e, por conseguinte, dos microcontroladores.

Existem duas linhas de definição da arquitetura dos microcomputadores:

• A primeira é feita pela escolha do conjunto de instruções que lhes são atribuídas.
• A segunda é feita pela escolha do modelo que será usado para acesso a dados e programas.

Pela escolha do seu conjunto de instruções podemos ter três tipos de arquiteturas:

• CISC (Complex Instruction Set Computer) – microcomputador com um conjunto muito grande e complexo de instruções.
• RISC (Reduced Instruction Set Computer) – microcomputador com um conjunto simples e reduzido de instruções.
  • Exemplificando, um microcomputador ou microcontrolador, para ser considerado de arquitetura RISC, deve apresentar instruções muito simples, tais como simplesmente fazer:
    • A adição entre dois operandos (ADD).
    • A subtração entre dois operandos (SUB).
    • O incremento de um operando (INC).
    • O decremento de um operando (DEC).
    • O complemento a 1 de um operando (COMP).
    • Um e lógico entre dois operandos (AND).
    • Um ou lógico entre dois operandos (OR).
    • Um ou-exclusivo lógico entre dois operandos (XOR).
    • Um deslocamento dos bits de um operando para esquerda (RL – Rotate Left).
    • Um deslocamento dos bits de um operando para a direita (RR – Rotate Right).
    • Uma transferência de um dado em um registrador do microcontrolador para uma posição da memória (MOV ou ST - Store).
    • Uma transferência de um dado em uma posição de memória para um registrador do microcontrolador (MOV ou LD – Load).
    • Um desvio para outro ponto do programa (GOTO).
    • Uma chamada de uma função (CALL).
    • Um retorno de uma função (RET ou RETURN).
    • Um teste de bit (se de valor zero ou um) (BT – Bit Test).
• SISC (Specific Instruction Set Computer) – microcomputador com um conjunto muito específico de instruções voltadas, normalmente, para execução de uma única aplicação.

À medida que ocorre a miniaturização dos microprocessadores e microcontroladores, observa-se também uma nítida tendência em se projetar unidades com arquiteturas híbridas, CISC e RISC.

Pela escolha do modelo que será usado para acesso a dados e programas, podemos ter computadores com arquitetura projetada segundo dois modelos: