QUESTIONÁRIO de microprocessadores e microcontroladores NP1

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP 
ENGENHARIA ELETRICA 
 
 
 
 
QUESTIONÁRIO: MICROPROCESSADORES E 
MICROCONTROLADORES NP1 
 
 
 
MARCELO HENRIQUE LOPES – RA T27728-0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPUS ANCHIETA - 2019 
 
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1. Diferencie processadores RISC de CISC. 
Resp.: CISC - (Complex Instruction Set Computer, ou "computador com um conjunto 
complexo de instruções"); 
RISC (Reduced Instruction Set Computer, ou "computador com um conjunto reduzido de 
instruções"); 
Um computador RISC parte do pressuposto de que um conjunto simples de instruções 
vai resultar numa Unidade de Controle simples, barata e rápida. Já os computadores 
CISC visam criar arquiteturas complexas o bastante a ponto de facilitar a construção 
dos compiladores, assim, programas complexos são compilados em programas de 
máquina mais curtos. Com programas mais curtos, os computadores CISC precisariam 
acessar menos a memória para buscar instruções e seriam mais rápidos. Os 
processadores CISC utilizam mais memória principal e cache, enquanto que os 
processadores RISC utilizam mais registradores. Isso porque os processadores CISC 
trabalham com um maior volume de instruções e dados simultaneamente. Esses dados 
não poderiam ser armazenados em registradores, devido à sua elevada quantidade e 
são, geralmente, armazenados em memória cache. Enquanto que os processadores 
RISC trabalham com menos instruções e dados por vez, o que possibilita a utilização 
predominante de registradores. Processadores RISC geralmente resultam em projetos 
menores, mais baratos e que consumem menos energia. Isso torna-os muito 
interessante para dispositivos móveis e computadores portáteis mais simples. Já os 
processadores CISC trabalham com clock muito elevado, são mais caros e mais 
poderosos no que diz respeito a desempenho. Entretanto, eles são maiores e 
consomem mais energia, o que os torna mais indicados para computadores de mesa e 
notebooks mais poderosos, além de servidores e computadores profissionais. Líderes 
mundiais em competições de desempenho computacional utilizam processadores CISC 
e aplicações críticas e de tempo real, como aplicações industriais, de automação e 
robótica usam RISC. 
 
2. Comente sobre o modo real e o modo protegido dos processadores. 
Resp.: No modo real, o processador funciona exatamente como um 8086, apenas 
trabalhando com uma velocidade maior. Não somente o 386, mas todos os 
processadores atuais podem alternar entre o modo real e o modo protegido livremente, 
sempre que necessário. No modo real, rodamos o MS-DOS e outros aplicativos de modo 
real mais antigos, enquanto no modo protegido rodamos o Windows e seus programas. 
O modo protegido traz basicamente quatro novos recursos: memória virtual, 
multitarefa, proteção de memória e o modo virtual 8086. 
 
3. O que é uma Via de Dados? 
Resp.: Uma via de dados é um conjunto de linhas utilizado como caminho comum, que 
interliga entradas e saídas de vários registradores, de modo que as informações 
possam ser transferidas facilmente de qualquer um destes registradores para qualquer 
outro, desde que se utilizem os sinais de controle apropriados. Em resumo: Parte do 
processador que contém o hardware necessário para execução de todos as operações 
requeridas pelo computador 
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4. Suponha um sistema com um conjunto de 8 LEDS conectados a porta P1 e duas 
chaves do tipo push button conectadas aos pinos P3.2 e P3.3. Analise o programa da 
Tabela 1, escrito em linguagem Assembly do 8051 e responda as questões. 
 
 
 
a. Explique a finalidade da parte 1. Qual configuração final das interrupções 
externas após a execução da Parte1? 
Resp.: A parte 1 é dividida em duas: a primeira parte contém os endereços das 
interrupções externas zero e 1, com o endereço de desvio para as rotinas a serem 
executadas quando as duas forem solicitadas. Na segunda as interrupções externas zero 
e 1 são habilitadas. A interrupção externa zero é por transição e a 1 por nível. A 
interrupção externa zero tem prioridade alta. Ao final das configurações o programa 
entra em um laço infinito, aguardando a chamada das interrupções. 
 
b. Como funciona a Parte 2? Em que condições a Parte 2 é executada? 
Resp.: Na Parte 2 há uma rotação, a esquerda, simultânea de 2 bits, começando por 
00000011b. Essa sub-rotina é executada dez vezes (R0=10), a cada vez que a chave de 
P3.2 é pressionada. 
 
c. Como funciona a Parte 3? O que ocorre se a chave do pino P3.2 for pressionada 
durante a execução dessa Parte3? 
Resp.: Na Parte 3 os nibbles inferiores (0000 1111) e superiores (1111 0000) são 
alternados, enquanto a chave P3.3 permanecer em nível logico baixo (interrupção por 
nível). Se a chave P3.2 for pressionada durante a execução da Parte 3, o processamento 
desvia para a Parte 2, que é executada normalmente (10 vezes) e, depois, o 
processamento volta para a Parte 3. 
 
 
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5. O que são registradores SFR e GPR? 
Resp.: A memória RAM dos PICs possui uma implementação um tanto peculiar quando 
comparada a outros dispositivos. 
É dividida em 2 partes: 
Abrigar os registradores de propósitos gerais – GPR. 
Abrigar os registradores de funções especiais – SFR; 
✔ Os GPR são utilizados para o armazenamento temporário de dados e 
informações do programa do usuário. 
✔ Os SFR são utilizados para controlar os periféricos e dispositivos internos, flags, 
entre outras funções. 
Dentre os SFR, podemos destacar: 
● STATUS: utilizado para armazenamento de flags matemáticos e de estado da 
CPU, além dos bits de seleção do banco de memória RAM; 
● INTCON: utilizado para o controle de interrupções; 
● OPTION_REG: utilizado para configurar o funcionamento de alguns periféricos 
internos; 
● PORTx: leitura ou escrita de informações nos pinos externos; 
● TRISx: controle da direção de funcionamento de cada pino da porta. 
 
6. O que é uma unidade de temporização e controle? 
Resp.: O bloco de temporização e controle é responsável pelo controle de fluxo de 
dados do Microprocessador para as unidades de memória e as unidades de entrada e 
saída. 
O controle do fluxo de dados baseia-se gerenciamento dos sinais de controle ao longo 
do tempo para a realização das operações de inicialização (sinal de Reset), leitura (sinal 
Read), escrita (sinal Write) nos registradores internos e na memória, das operações 
logicas - aritméticas, entre outros. 
 
7. Qual as funções da ULA (Unidade Aritmética e Logica)? 
Resp.: a ULA é o dispositivo da CPU que executa operações tais como: 
● Adição 
● Subtração 
● Multiplicação 
● Divisão 
● Incremento 
● Decremento 
● Logica AND 
● Logica OR 
● Logica XOR 
● Operação complemento 
● Deslocando a direita 
● Deslocamento a esquerda 
A ULA é um aglomerado de circuitos lógicos e componentes eletrônicos simples que, 
integrados, realizam as operações mencionadas acima. Ela pode ser uma parte pequena 
da pastilha do processador, usada em pequenos sistemas, ou pode compreender um 
considerável conjunto de componentes lógicos de alta velocidade. 
 
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8. O processador do computador (ou CPU) é uma das partes principais do 
hardware do computador e é responsável pelos cálculos, execução de tarefas e 
processamento de dados. Sobre processadores, considere: 
I. Contém um conjunto restrito de células de memória chamados registradores que 
podem ser lidos e escritos muito mais rapidamente que em outros dispositivos de 
memória. 
II. Em relação a sua arquitetura, se destacam os modelos RISC (Reduced Instruction Set 
Computer) e CISC (Complex Instruction Set Computer). 
III. Possuem um clock interno de sincronização que define a velocidade com que o 
processamento ocorre. Essa velocidade é medida em Hertz. 
Está correto o que se afirmar em: 
a. III, apenas. 
b. I e II, apenas.
c. II e III, apenas. 
d. II, apenas. 
e. I, II e III. 
 
Resp.: Alternativa E 
 
9. Considere a lista abaixo, referente a alguns componentes especificados numa 
placa-mãe: 
I. 3 Conectores USB 
II. 2 Conectores SATA 
III. 1 Conector CPU Fan 
IV. 1 Conector IDE 
V. 1 Conector 24-pin ATX Power 
Os conectores nos quais é possível a ligação de discos rígidos, também conhecidos 
como HD, encontram-se, APENAS, nos itens: 
a. I, II e III. 
b. I, II e IV. 
c. II, III e IV. 
d. II, III e V. 
e. III, IV e V. 
 
Resp.: Alternativa B 
 
10. As instruções que uma CPU necessita para executar um programa são buscadas: 
a. Nas interfaces USB. 
b. No disco rígido. 
c. Na memória. 
d. No drive de DVD. 
e. No barramento de endereços. 
 
Resp.: Alternativa C, na memória 
 
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11. Os microcomputadores e notebooks atuais normalmente utilizam processadores 
de dois grandes fabricantes, da Intel e da AMD. Dentre os processadores da Intel se 
encontram as famílias de produtos 
a. PENTIUM, CELERON e ATOM. 
b. PENTIUM, CORE e ATHLON. 
c. CORE, ATHLON e CELERON. 
d. CORE, SEMPRON e TURION. 
e. ATHLON, CELERON e TURION. 
 
Resp.: Alternativa A. PENTIUM, CELERON e ATOM 
 
12. Dentre as opções abaixo escolha a que não representa uma parte do 
microprocessador: 
a. ULA – Unidade Lógica Aritmética. 
b. Registradores. 
c. UPF – Unidade de Ponto Flutuante. 
d. Memória Cachê. 
e. Memória Ram. 
 
Resp.: Alternativa E, memória RAM. 
 
13. Converta os números abaixo (que estão na base indicada) para hexadecimal 
a) 34510 = 86CE 
b) 10100111 = A7 
c) 10101010 = AA 
d) 25510 = 63A6 
e) 12810 = 320A 
f) 10100111011 = 53B 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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14. Quais são as principais características que distinguem um microcontrolador de 
outros computadores (PC, computador portátil, servidor, etc.)? 
Resp.: 
✔ Todas as funcionalidades do microcontrolador estão contidas num único circuito 
integrado, numa escala bastante mais compacta. 
✔ Este é programado para executar uma única e determinada tarefa, assim, afim 
de alterar a sua funcionalidade é necessário programá-lo com novo software. 
✔ Este consome menos energia, dadas as suas características físicas serem 
menores e menos exigentes em termos energéticos do que um tradicional PC, 
computador portátil ou servidor. Os programadores de microcontroladores focam-se 
bastante em manter o consumo energético das suas aplicações baixo, isto para que 
aplicações portáteis que utilizem baterias possam funcionar durante mais tempo. 
✔ Entradas/Saídas reconfiguráveis. Os microcontroladores possuem aquilo que 
chamamos periféricos, que permitem estabelecer conexões entre um microcontrolador 
e outros microcontroladores ou computadores (ex.: USB, CAN, UART), permitem ter a 
percepção de processos no mundo físico e real (ex.: ações de comutação, medição de 
temperatura, etc.) e permitem-nos controlar esses processos (ex.: controlo de motores, 
alertas de disparos, etc.). 
 
15. Geralmente podemos classificar os microcontroladores baseando-nos nestas 
quatro propriedades: - custo, características físicas, ambiente de desenvolvimento e 
suporte. Quais seriam as características físicas de maior notoriedade? 
Resp.: 
✔ Frequência do processador - determina a velocidade de operação do 
microcontrolador; 
✔ Capacidade de memória de programa - determina o tamanho do programa que 
pode ser instalado no microcontrolador 
✔ Capacidade de memória de dados - determina a quantidade de dados que 
podem ser processados por um programa no microcontrolador 
✔ Número de pinos de entrada/saída e suas funcionalidades - diferentes pinos 
detêm diferentes funcionalidades 
✔ Número de temporizadores - importantes em aplicações com características 
temporais importantes 
✔ Consumo energético - importante no desenvolvimento de aplicações móveis e 
portáteis 
 
16. O microprocessador 8086/8088, ao contrário do 8085, possui duas unidades 
independentes responsáveis pela execução de uma instrução. Fale sobre o processo de 
execução de uma instrução no 8086/8088 e do processo de geração do endereço de 
busca de instrução. 
Resp.: Solução: O 8086/8088 possui duas unidades para a execução de uma instrução, 
unidade de busca e interfaceamento (BIU) e unidade de execução (EU). 
✔ A unidade de busca gera o endereço, busca a instrução na memória ROM e coloca 
as instruções em uma fila. 
✔ A unidade de execução retira uma a uma as instruções da fila e as executa. O 
endereço de 20 bits é formado com o auxílio de dois 
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17. Quais são os blocos dentro de uma arquitetura de microprocessador? Explique 
cada um. 
Resp.: 
✔ Registrador de Instrução (RI) - registrador que armazena a instrução sendo 
executada; 
✔ Contador de programa ("Program Counter - PC") - registrador que armazena o 
endereço de memória da próxima instrução a ser executada; 
✔ Acumulador - registrador que contém o dado a ser processado; 
✔ Apontador de pilha ("Stack Pointer - SP") - registrador que aponta para o 
endereço de retorno de sub-rotina, sendo este último armazenado em uma pilha na 
memória; 
✔ Unidade Lógica e Aritmética (ULA) - circuito combinacional utilizado para 
operações lógicas e aritméticas envolvendo dois operandos; 
✔ Decodificador de instruções - circuito combinacional utilizado para determinar 
qual a próxima instrução a ser executada. Isto é feito a partir do código de operação 
armazenado previamente no Registrador de Instrução; 
✔ Unidade de controle - circuito sequencial interno ao microprocessador utilizado 
para gerar os sinais de controle necessários à execução da instrução previamente 
decodificada; 
✔ Registradores auxiliares - conjunto de registradores de rascunho que podem ser 
usados em conjunto ou separadamente para operações intermediárias, sem que seja 
necessário o acesso sistemático à memória; 
✔ Flags – conjunto de Flip-Flop destinados a guardar as condições resultantes da 
execução de instruções. Tais flags são fundamentais no sentido em que se constituem no 
único mecanismo que o programador Assembly dispõe para desvios de processamento 
e implementação de algoritmos. 
 
18. A figura a seguir mostra o diagrama de blocos simplificado de um 
microcontrolador. Que tipo de arquitetura ele representa? Justifique e de exemplos de 
características desse tipo de arquitetura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resp.: Na arquitetura mostrada na figura todas as unidades estão conectadas através 
de um barramento único, o que caracteriza uma arquitetura CISC. Alguma das 
características dessa arquitetura: muitas instruções de acesso a memória, número 
reduzido de registradores e número elevado de instruções. Registradores de 16 bits. Um 
dos registradores define a região da memória de 1 MB que será utilizada (é o segmento) 
e o outro registrador (offset) é usado para acessar cada endereço do segmento 
selecionado. 
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19. A expressão a seguir pode ser usada para avaliar o desempenho de um 
microprocessador. Comente cada um dos termos dessa expressão. 
 
 
 
 
Resp.: 
✔ Termo 1 (tempo/ciclo): está diretamente ligado a frequência de clock do 
microprocessador. Quanto maior a frequência de clock, menor o período de clock 
e o tempo gasto na execução de uma instrução. Consequentemente, menor o 
tempo de processamento de um microprocessador. 
✔ Termo 2 (número de ciclos/instrução): as instruções de um microprocessador 
precisam ser buscadas na memória de programa, antes de serem executadas, e 
cada microprocessador possui um conjunto de instruções que precisam de, no 
mínimo, um ciclo para busca e outro para execução. Quanto menor esse número 
de ciclos, maior o desempenho. 
✔ Termo 3 (instruções/programa): teoricamente, quanto menor o número de 
instruções de um programa, menor o tempo de processamento (se o tempo de 
execução delas fossem iguais). Esse fator é menor na arquitetura
CISC 
(comparado com o programa equivalente na arquitetura RISC) porque cada 
instrução CISC, normalmente, executa várias tarefas, resultando em um 
programa com um número menor de instruções. 
 
20. O que diferencia o princípio de funcionamento do microprocessador 8085 do 
princípio de funcionamento do microprocessador 8086? 
Resp.: Na execução de uma instrução, no microcontrolador 8085, cada etapa de 
execução é precedida por uma etapa de busca (a instrução é buscada na memória ROM 
e identificada no Registrador de instruções). Somente após a execução da instrução (ou 
na parte final de execução), uma nova busca é realizada. No microprocessador 8086 as 
etapas de busca e execução são realizadas por unidades independentes. Enquanto uma 
instrução está sendo executada outras instruções são buscadas e colocadas em uma fila 
de espera.