MICROPROCESADORES
la historia de la electrónica digital arranca a principio del ciclo XIX cuando george boode desarrolla un sistema kogico basdado en variables binarias (es decir, que pueden tomar dos valores, 0 y 1)
http://www.biografiasyvidas.com/biografia/b/boole.htm
LAS OPERACIONES VACICAS DEL ALGEBRA DE BOOL SON:
operación AND
[ƒ=A.B ] función
ƒ,A,B: variables vinarias
la tabla de verdad explica
el funcionamiento de la función
OPERACIÓN OR (o)
[ƒ=A+B]
TABLA DE VERDAD
OPERACIÓN NOT (no)
[ƒ=A]
TABLA DE VERDAD
OPERACIÓN XOR (ó exclusiva)
[ƒ=A+B]
Estas operaciones y sus correspondientes tablas de verdad fueron planteadas por George Boole y como corolario establecía que mediante estas operaciones lógicas se podía realizar operaciones matemáticas si se asociaban convenientemente con el desarrollo de la electricidad fue posible realizar estas operaciones mediante circuitos eléctricos con interruptores.
basándonos en las tabla de verdad de alas operaciones vistas desarrollaremos un circuito sumador.
TABLA DE VERDAD
http://www.colegio28.comze.com/evo_procesadores.pdf
El intel 4.004 tenia 2.300 transistores,podía realizar 60.000 operaciones por segundo trabajando a una frecuencia de clock de 700 kilohertz un año después intel produce un micropprocesador de 8 bit, el 8.008 que tenia tres mil trescientos (3.300) transistores
y podia procesar a frecuencia máxima de 800 megahertz.le sigue el 8080 en 1.974 de ocho bit que llegaba a los dos megahertz.para
esa misma epoca motorola lanzaba el 6.800 y la empresa zilog Z80
Z80
MOTOROLA 6800
intel motorola y zilog iniciaron una serie de computardoras personales que adoptaron sus microprocesadores
.IMB ELIGIO LA LINEA INTEL para sus computardoras personales (personal computer) hoy conocida como PC.Apple uso los microprocesadores de motorola inicialmente para la linea macintosh y el Z80 de zilog para computadoras hogareñas como las commodore 64 y la sinclare
commodore sinclare spectrum
Los primeros microprocesadores de 16 bit el 8086 y el 8088 . Sobre esa base se inicio lo que actualmente se conoce como arquitectura X86 .Estos microprocesadores llegaban a operar a frecuencia de 4 megahetrz .Motorola saco para esa época el 6800.
A principios de la decada del 80 se lanza al mercado el microprocesador el 80286 que equipaba a las primeras IBM AT, es un microprocesador de 16 bits que contaba con 134.000 transistores y llegaba a velocidades de hasta 25 MGHz.
Unos de los primeros microprocesadores de arquitectura de 32bit fue el 80386 que fue fabricado a fines de la decada del 80' y en sus diferentes versiones llego a trabajar en el orden de los 40 MGHz. este microprocesador permitio que microsoft lanzara a primcipios de los 90' su primer sistema operativo con interface grafica llamado windows.
Los microprocesadores mas modernos tienen una capacidad mucho mayor al rededor de 700 millones de transistores con un bus de datos de 64 bit y una velocidad de procesamiento de 64GHz
de este cristal de cientos de kilos de peso se corta los extremos y se obtiene un cilindro perfecto. Luego el cilindro se corta en rodajas llamadas obleas (wafer) que tiene 10 mirones de espesor (10*10^6).
para este trabajo se utiliza una cierra de diamantes
los transistores construidos de esta forma tienen 45 manómetros (45*10^9m), SOLO PARA COMPARAR EL TAMAÑO DE LOS TRANSISTORES QUE SE EQUIVALEN AL DIÁMETRO DE 200 ELECTRONES.LAS SALAS EMPLEADAS PARA LA FABRICACIÓN DE CIRCUITOS INTEGRADOS SE DENOMINAN SALAS LIMPIAS Y POSEEN LOS LLAMADOS FILTROS ABSOLUTOS QUE FILTRAN EL AIRE E IMPIDEN QUE PASEN PARTÍCULAS MAYORES A 0,1 MIRONES. LOS TRABAJADORES EMPLEAN TRAJES ESPECIALES QUE IMPIDEN QUE SE LIBEREN EN EL AMBIENTE RESTOS DE PIEL, POLVO Y PELO.FINALIZADO EL PROCESO DE FABRICACIONES VERIFICA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE CADA MICROPROCESADOR EN FORMA AUTOMÁTICA Y SE MARCAN AQUELLAS CON DEFECTOS. LUEGO LOS CHIP SON CORTADOS AHORA CADA MICROPROCESADOR ES UNA PLACA DE UNOS POCOS MILÍMETROS CUADRADOS
CADA UNA DE ESTAS PLAQUITAS SERA DOTADA DE UNA CAPSULA PROTECTORA PLÁSTICA ( EN ALGUNOS CASOS SERA MICA) Y CONECTADA A LOS PINES METÁLICOS QUE PERMITIRÁN SU CONECCION AL EXTERIOR ESTAS CONECCIONES SE REALIZAN UTILIZANDO DELGADICIMOS ALAMBRE GENERALMENTE DE ORO. DE SER NECESARIO LA CAPSULA ES PROVISTA DE UN DISIPADOR TÉRMICO DE METAL QUE SERVIRÁ PARA MEJORAR LA TRANSFERENCIA DE CALOR DESDE EL INTERIOR DEL CHIP HACIA EL DISIPADOR PRINCIPAL. EL RESULTADO ES UN MICROPROCESADOR CON EL QUE SE EQUIPAN LOS MAS VARIADOS DISPOSITIVOS DIGITALES.
ƒ,A,B: variables vinarias
la tabla de verdad explica
el funcionamiento de la función
A
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B
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F
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0
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0
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0
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0
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1
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0
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1
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0
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0
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1
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1
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1
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OPERACIÓN OR (o)
[ƒ=A+B]
TABLA DE VERDAD
A
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B
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F
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0
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0
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0
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0
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1
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1
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1
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0
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1
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1
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1
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1
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OPERACIÓN NOT (no)
[ƒ=A]
TABLA DE VERDAD
A
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A
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0
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1
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1
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0
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OPERACIÓN XOR (ó exclusiva)
[ƒ=A+B]
TABLA DE VERDAD
A
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B
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F
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0
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0
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0
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0
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1
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1
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1
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0
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1
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1
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1
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0
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Estas operaciones y sus correspondientes tablas de verdad fueron planteadas por George Boole y como corolario establecía que mediante estas operaciones lógicas se podía realizar operaciones matemáticas si se asociaban convenientemente con el desarrollo de la electricidad fue posible realizar estas operaciones mediante circuitos eléctricos con interruptores.
con el desarrollo de la tecnología fue posible construir estos circuitos mediante otros dispositivos que funcionan como interruptores: RELÉS, válvulas electrónicas de vació y finalmente transistores. estos últimos dado su pequeño tamaño puede agruparse sobre una única base llamada sustrato constituyendo así los llamados circuitos integrados. Hoy en día en un circuito integrado complejo como un microprocesador puede a ver mas de 70 millones de transistores siempre funcionando como interruptores. Los símbolos que se utilizan en los circuitos digitales para las operaciones lógicas del álgebra de Boole son llamados compuertas lógicas.
basándonos en las tabla de verdad de alas operaciones vistas desarrollaremos un circuito sumador.
TABLA DE VERDAD
A
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B
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S
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CY
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0
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0
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0
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0
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0
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1
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1
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0
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1
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0
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1
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0
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1
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0
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1
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A
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B
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S
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CY
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0
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0
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0
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A
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B
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S
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CY
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0
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1
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1
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0
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A
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B
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S
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CY
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0
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1
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0
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A
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B
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S
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CY
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1
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1
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0
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1
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como vemos es posible construir circuitos digitales que mediante compuertas lógicas pueden realizar distintas funciones hasta 1970 se desarrollaron circuitos digitales que podían ser utilizados para una aplicación determinada.
A partir de 1970 se comenzó a fabricar circuitos programables lo que permitió que un mismo circuito integrado se pudiera usar para distintas aplicaciones, utilizando distintos programas. Esta solución abarato los costos dado que un mismo circuito integrado tiene múltiples aplicaciones: computadoras par automóviles monitores de terapia intensiva sistemas de alarma, todos utilizan el mismo circuito pero cada usuario debe desarrollar su propio programa.
La historia de la informática esta signada por el desarrollo de los microprocesadores.
Los microprocesadores se clasifican y se denominan en función del ancho del sub bus de datos, medido en bit, lo que corresponde con la cantidad de información que el microprocesador puede trabajar en paralelo. También se especifica la cantidad de operaciones básicas que puede realizar en medida en ciclos por segundos o en GHz en la fabricas solo se fabrican microprocesadores cuyo bus de datos tenga un ancho igual
El intel 4.004 tenia 2.300 transistores,podía realizar 60.000 operaciones por segundo trabajando a una frecuencia de clock de 700 kilohertz un año después intel produce un micropprocesador de 8 bit, el 8.008 que tenia tres mil trescientos (3.300) transistores
y podia procesar a frecuencia máxima de 800 megahertz.le sigue el 8080 en 1.974 de ocho bit que llegaba a los dos megahertz.para
esa misma epoca motorola lanzaba el 6.800 y la empresa zilog Z80
Z80
MOTOROLA 6800
intel motorola y zilog iniciaron una serie de computardoras personales que adoptaron sus microprocesadores
.IMB ELIGIO LA LINEA INTEL para sus computardoras personales (personal computer) hoy conocida como PC.Apple uso los microprocesadores de motorola inicialmente para la linea macintosh y el Z80 de zilog para computadoras hogareñas como las commodore 64 y la sinclare
commodore sinclare spectrum
Los primeros microprocesadores de 16 bit el 8086 y el 8088 . Sobre esa base se inicio lo que actualmente se conoce como arquitectura X86 .Estos microprocesadores llegaban a operar a frecuencia de 4 megahetrz .Motorola saco para esa época el 6800.
A principios de la decada del 80 se lanza al mercado el microprocesador el 80286 que equipaba a las primeras IBM AT, es un microprocesador de 16 bits que contaba con 134.000 transistores y llegaba a velocidades de hasta 25 MGHz.
Unos de los primeros microprocesadores de arquitectura de 32bit fue el 80386 que fue fabricado a fines de la decada del 80' y en sus diferentes versiones llego a trabajar en el orden de los 40 MGHz. este microprocesador permitio que microsoft lanzara a primcipios de los 90' su primer sistema operativo con interface grafica llamado windows.
Los microprocesadores mas modernos tienen una capacidad mucho mayor al rededor de 700 millones de transistores con un bus de datos de 64 bit y una velocidad de procesamiento de 64GHz
PROCESO DE FABRICACIÓN:
EL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL OS MICROPROCESADORES ES MUY COMPLEJO. COMIENZA CON UNA BUENA CANTIDAD DE ARENA (COMPUESTA PRINCIPALMENTE POR SILICIO) QUE SE FUNDE A ALTAS TEMPERATURAS ( 1300 ºC ) CON LA QUE SE FABRICA UN MONO CRISTAL DE FORMA CILÍNDRICA DE 30 DE ANCHO Y 1,5 DE LARGO. ESTE PROCESO ES MUY LENTO MASO MENOS 10 A 40 MILÍMETROS POR HORA
de este cristal de cientos de kilos de peso se corta los extremos y se obtiene un cilindro perfecto. Luego el cilindro se corta en rodajas llamadas obleas (wafer) que tiene 10 mirones de espesor (10*10^6).
para este trabajo se utiliza una cierra de diamantes
DE CADA OBLEA CIETOS DE MICROPROCESADORES. LAS OBLEAS SON PULIDAS HASTA OBTENER UNA SUPERFICIE PERFECTAMENTE PLANA PASAN POR UN PROCESO LLAMADO ANNEALING QUE CONSISTE EN SOMETERLAS A UN CALENTAMIENTO EXTREMO A FIN DE ELIMINAR LAS TENSIONES INTERNAS DEBIDA AL PROCESO DE FABRICACIÓN. DESPUÉS DE LA SUPER VISIÓN MEDIANTE RALLOS LÁSER PARA DETECTAR OTRAS IMPERFECCIÓN MENORES A UNA MILÉSIMA DE MICRON SE RECUBRE CON UNA CAPA AISLANTE FORMADA POR OXIDO DE SILICIO TRANSFERIDO MEDIANTE UNA EXPOSICIÓN DE VAPOR.
TERMINADO ESTE PROCESO DE PREPARACIÓN SE COMIENZA A CONSTRUIR LOS TRANSISTORES, IODOS Y RECEPTORES, MEDIANTE UN PROCESO MUY COMPLEJO QUE CONSISTE SOBRE LA OBLEA ENDURECIDAS MEDIANTE LUS ULTRA VIOLETA. LUEGO SERÁN ATACADAS POR ÁCIDOS ENCARGADOS DE REMOVER LAS ZONAS NO CUBIERTAS POR LA IMPRESIÓN. ESTE PROCESO SE REPITE CIENTOS DE VECES HASTA LLEGAR AL CHIP QUE CONTIENE TODOS LOS CIRCUITOS DEL MICROPROCESADOR
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