Prova AV1 Microprocessadores - Willian

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FACULDADE ESTÁCIO DE CURITIBA 
 
Curso: Engenharia Elétrica Turma: 3001 
Disciplina: Sistemas a microprocessadores 
Professor(a): Henrique Marin van der 
Broocke Campos 
Data: 04/10/2021 Avaliação: AV1 
 
Aluno: Willian Belbet Gonçalves 
Matrícula: 201102202355 
 
Nota: 
 
INSTRUÇÕES PARA A AVALIAÇÃO: 
a) Leia atentamente todas as questões antes de iniciar; 
b) A interpretação das questões faz parte da avaliação; 
 
 
Boa Prova! 
 
1) A respeito da linguagem de programação em C considere as afirmativas abaixo, 
que são verdadeiras (V) ou falsas (F) e assinale a alternativa correta. Valor: 0,2 
I. As diretrizes iniciais de um programa não têm a função de realizar o pré-
processamento, do código, possibilitando a inclusão de bibliotecas e a definição de 
indicadores ou variáveis. 
II. O controle de fluxo ou tomada de decisão permite realizar testes de determinadas 
condições, que possibilitam realizar certas tarefas ou não. 
III. As estruturas de repetição têm por função criar um loop, ou seja, um caminho no 
código para a repetição de determinada tarefa, a partir da validade de determinado 
teste. 
IV. As funções if-else e switch-case são exemplos de estruturas de tomada de decisão 
ou controle de fluxo, ao passo que as funções for e while-do são exemplos de 
repetição. 
a) As afirmativas I e II são corretas. 
b) As afirmativas I, II e III são corretas. 
c) As afirmativas II e III são corretas. 
d) As afirmativas II, III e IV são corretas. 
e) As afirmativas I, II, III e IV são corretas. 
 
2) Para o código descrito abaixo, responda o que se pede: Valor: 0,5 
 
#include <16F628A.h> // inclusão de biblioteca 
#fuses XT // oscilador crystal <= 4Mhz 
#use delay (clock = 4MHz) // definido a frequencia de clock 
 
void main() // declaração da variavel 
{ 
int i; // declaração da variável 
 while(1) // estabelece laço de repetição 
 { 
 for(i = 0; i<256;i++) //contará de 0 a 255 sendo i<256 
 { 
output_B(i); // coloca o byte no port B 
 delay_ms(500); // aguarda 500 miléssimos de segundos 
 } 
 
 } 
 
} 
 
a) Explique o que esse código faz, inserindo comentários em cada linha. 
 
3) Descreva o que é uma memória de dados RAM, as subdivisões existentes, para 
que ela é utilizada, bem como as especificações no PIC 18F4550. Valor: 0,2 
 
Resposta: 
 Memória RAM é um espaço de armazenamento temporário do seu PC, laptop, 
smartphone, tablet ou console de jogos. Ela é usada para armazenar dados que estão 
sendo processados neste momento pela sua máquina. 
A memória RAM é um tipo de tecnologia que permite o acesso aos arquivos armazenados 
no computador. Diferentemente da memória do HD, a RAM não armazena conteúdos 
permanentemente. É responsável, no entanto, pela leitura dos conteúdos quando 
requeridos. Ou seja, de forma não-sequencial, por isso, a nomenclatura em inglês de 
Random Access Memory (Memória de Acesso Aleatório). 
Para simplificar a lógica por trás da função da memória RAM, é possível fazer uma 
analogia com uma mesa de estudos, onde se reúne todo o material necessário para 
realizar os deveres de casa: como canetas, lápis, caderno e livros. Os materiais seriam os 
arquivos e a memória RAM, a mesa, onde tudo se reúne e o trabalho é feito. 
Sendo assim, a memória RAM pode ser entendida como um espaço temporário de 
trabalho, pois, após a tarefa ser realizada, os arquivos (material de estudos) são retirados 
da memória (mesa) e mantidos no HD (armário). 
Existem 3 memórias RAM no mercado, basicamente: DDR DDR2 e DDR3, sendo a DDR3 
a mais potente no mercado atual. Cada um destes tipos de memória tem uma velocidade, 
esta sendo medida em MHz. O avanço da tecnologia nesta área é surpreendente. A 
pouco tmepo foram descobertos novos materiais para produzir o núcleo de 
armazenamento das memórias. É muito provável que logo estejam no mercado memórias 
RAM com 10 GB, ou mais. 
 
RAM e DRAM 
Foi em algum ponto na década de 50 que surgiram as primeiras ideias de criar uma 
Memória de Acesso Aleatório (RAM). Apesar disso, nosso papo começa em 1966, ano 
que foi marcado pela criação da memória DRAM (invenção do Dr. Robert Dennard) e pelo 
lançamento de uma calculadora Toshiba que já armazenava dados temporariamente. 
 
 
A DRAM (Memória de Acesso Aleatório Dinâmico) é o padrão de memória que perdura 
até hoje, mas para chegar aos atuais módulos, a história teve grandes reviravoltas. Em 
1970, a Intel lançou sua primeira memória DRAM, porém, o projeto não era de autoria da 
fabricante e apresentou diversos problemas. No mesmo ano, a Intel lançou a memória 
DRAM 1103, que foi disponibilizada para o comércio “geral” (que na época era composto 
por grandes empresas). 
 
A partir da metade da década de 70, a memória DRAM foi definida como padrão mundial, 
dominando mais de 70% do mercado. Nesse ponto da história, a DRAM já havia evoluído 
consideravelmente e tinha os conceitos básicos que são usados nas memórias atuais. 
 
DIP e SIMM 
Antes da chegada dos antiquíssimos 286, os computadores usam chips DIP. Esse tipo de 
memória vinha embutido na placa-mãe e servia para auxiliar o processador e armazenar 
uma quantidade muito pequena de dados. 
 
Foi com a popularização dos computadores e o surgimento da onda de PCs 
(Computadores Pessoais) que houve um salto no tipo de memória. Num primeiro instante, 
as fabricantes adotaram o padrão SIMM, que era muito parecido com os produtos atuais, 
mas que trazia chips de memória em apenas um dos lados do módulo. 
 
Antes desse salto, no entanto, houve o padrão SIPP – que foi um intermediário entre o 
DIP e o SIMM. O problema é que o conector das memórias SIPP quebrava com 
facilidade, o que forçou as fabricantes a adotarem o SIMM sem pensar muito. 
 
A primeira leva do padrão SIMM tinha 30 pinos e podia transmitir 9 bits de dados. Foi 
utilizado nos primeiros 286, 386 e até em alguns modelos de 486. O segundo tipo de 
SIMM contava com 72 pinos, possibilitando a transmissão de até 32 bits. Esse tipo de 
módulo vinha instalado em computadores com processadores 486, Pentium e até alguns 
com Pentium II. 
 
FPM e EDO 
A tecnologia FPM (Fast Page Mode) foi utilizada para desenvolver algumas memórias do 
padrão SIMM. Módulos com essa tecnologia podiam armazenar incríveis 256 kbytes. 
Basicamente, o diferencial dessa memória era a possibilidade de escrever ou ler múltiplos 
dados de uma linha sucessivamente. 
 
As memórias com tecnologia EDO apareceram em 1995, trazendo um aumento de 
desempenho de 5% se comparadas às que utilizavam a tecnologia FPM. A tecnologia 
EDO (Extended Data Out) era quase idêntica à FPM, exceto que possibilitava iniciar um 
novo ciclo de dados antes que os dados de saída do anterior fossem enviados para outros 
componentes. 
 
DIMM e SDRAM 
Quando as fabricantes notaram que o padrão SIMM já não era o suficiente para 
comportar a quantidade de dados requisitados pelos processadores, foi necessário migrar 
para um novo padrão: o DIMM. A diferença básica é que com os módulos DIMM havia 
chips de memórias instalados dos dois lados (ou a possibilidade de instalar tais chips), o 
que poderia aumentar a quantidade de memória total de um único módulo. 
 
Outra mudança que chegou com as DIMMs e causou impacto no desempenho dos 
computadores foi a alteração na transmissão de dados, que aumentou de 32 para 64 bits. 
O padrão DIMM foi o mais apropriado para o desenvolvimento de diversos outros 
padrões, assim surgiram diversos tipos de memórias baseados no DIMM, mas com 
ordenação (e número) de pinos e características diferentes. 
 
Com a evolução das DIMMs, as memórias SDRAM foram adotadas por padrão, deixando 
para trás o padrão DRAM. As SDRAMs são diferentes, pois têm os dados sincronizados 
com o barramento do sistema. Isso quer dizer que a memória aguarda por um pulso de 
sinal antes de responder. Com isso, ela pode operar em conjunto com os demais 
dispositivos e, em consequência, ter velocidade consideravelmente superior. 
 
RIMM e PC100 
Pouco depois do padrão DIMM, apareceram as memórias RIMM. Muitosemelhantes, as 
RIMM se diferenciavam basicamente pela ordenação e formato dos pinos. Houve certo 
incentivo por parte da Intel para a utilização de memórias RIMM, no entanto, o padrão não 
tinha grandes chances de prospectiva e foi abandonado ainda em 2001. 
 
As memórias RIMM ainda apareceram no Nintendo 64 e no Playstation 2 – o que 
comprova que elas tinham grande capacidade para determinadas atividades. Ocorre que, 
no entanto, o padrão não conseguiu acompanhar a evolução que ocorreu com as 
memórias DIMM. 
O padrão PC100 (que era uma memória SDR SDRAM) surgiu na mesma época em que 
as memórias RIMM estavam no auge. Esse padrão foi criado pela JEDEC, empresa que 
posteriormente definiu como seria o DDR. A partir do PC100, as fabricantes começaram a 
dar atenção ao quesito frequência. Posteriormente, o sufixo PC serviu para indicar a 
largura de banda das memórias (como no caso de memórias PC3200 que tinham largura 
de 3200 MB/s). 
 
 
Registradores de uso geral (GPRs – Geral Purpose Registers): 
- Àreas destinada ao armazenamento de variáveis definidas pelo usuário para ser escritas 
e lidas pelo programa. 
- Podem ser escritos e lidos tanto pelo usuário quanto pelo Hardware. 
- PIC18F4550 possui 2048 bytes disponíveis para uso geral. 
 
 
 
4) Descreva o que é uma memória de dados ROM, as subdivisões existentes, para 
que ela é utilizada, bem como as especificações no PIC 18F4550. Valor: 0,2 
 
Resposta: 
 O termo ROM, a rigor, serve para diferenciar uma memória que só pode ser lida, e 
nunca escrita, de uma que tem caráter randômico: permite que dados sejam 
escritos, lidos e apagados sem problemas. ROM é uma sigla no inglês para 
“memória somente de leitura”. 
 
A memória ROM está presente em qualquer dispositivo digital, como por exemplo 
um relógio. Sempre que um computador é iniciado, ele necessita de informações 
existentes em algum lugar para carregar suas funções básicas e/ou principais de 
uma forma que elas sempre sejam acessíveis e não se apaguem ao interromper a 
alimentação. Em um sistema operacional, a ROM é responsável pela BIOS, que 
por sua vez, é responsável pela inicialização de todos os componentes do sistema 
(boot), pelo auto-teste e pelos testes da memória e dos componentes do hardware. 
 
Satélites, controles remotos, impressoras, celulares, todos os aparelhos digitais 
comportam uma ROM para realizarem suas tarefas básicas. 
 
O uso da memória ROM vêm aumentando conforme surgem novas tecnologias, 
além de serem portadores de firmwares, hoje utilizam-se memórias flash (que 
também são memórias ROM) para o armazenamento de diversos tipos de dados. 
 
Uma grande perspectiva para as Flash ROM é a possibilidade de um dia esta 
memória poder substituir de vez os tão usados discos rígidos, mas isto ainda não é 
possível, pois as memórias flash embora possam comportar diversos dados, ainda 
possuem capacidade muito menor do que os HDs enquanto o preço é bem 
superior. 
 
Há, essencialmente, duas categorias de memórias: ROM (Read-Only Memory), 
que permite apenas a leitura dos dados e não perde informação na ausência de 
energia; e RAM (Random-Access Memory), que permite ao processador tanto a 
leitura quanto a gravação de dados e perde informação quando não há 
alimentação elétrica. 
 
A PROM é utilizada com frequência em celulares, consoles de videogame, 
microcontroladores e dispositivos médicos implantáveis, entre outros aparelhos. 
EPROM, ou Erasable Programmable Read-Only Memory (Memória Somente de 
Leitura Programável Apagável), caracteriza-se por conseguir ser apagada. 
 
 A memória ROM (Read Only Memory) é utilizada quando não há a necessidade 
do usuário ou programador alterar os dados, ou seja, apenas ler os dados contidos 
nele, algumas de suas aplicações são como o BIOS da placa mãe e um CD-ROM, 
onde o usuário vai apenas ler sem alterar o conteúdo já gravado. 
 
Tipos de ROM 
PROMs (Programmable Read-Only Memory) podem ser escritas com dispositivos 
especiais, mas não podem mais ser apagadas ou modificadas 
EPROMs (Erasable Programmable Read-Only Memory) podem ser apagadas pelo 
uso de radiação ultravioleta permitindo sua reutilização 
EEPROMs (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) podem ter 
seu conteúdo modificado eletricamente, mesmo quando já estiver funcionando num 
circuito eletrônico 
Memória flash semelhantes às EEPROMs são mais rápidas e de menor custo. 
 
Dispositivosdememória – PIC18F4550 
Memória de programa: 
•Para o PIC18F4550 o barramento de instruçõesé de16 bits e de16.384 posições, 
do tipo FLASH. 
•Vetor de reset: primeiro endereço da memória de programa que será executado 
após um Start-up ou Reset. No modelo considerado encontra-se no endereço 
0x0000. 
•Vetor de interrupção: PIC18F4550 possui 20 tipos de interrupções. Há dois vetores 
de interrupção, um que permite trata rinterrupções de alta prioridade (0008h) e outr 
de baixa prioridade (0018h). 
PIC18F4550 – Memória de dados (EEPROM) 
Flash 32 Kbytes: Single-word instructions 16387; EEPROM 256 bytes; 35 I/O 
 
 
5) É uma memória reprogramável e regravável através de sinais elétricos. Que 
memória é essa? Valor: 0,2 
a) PROM 
b) EPROM 
c) EEPROM 
d) RAM 
e) ROM 
 
6) Na Figura 1 é apresentado um diagrama esquemático de um microprocessador. De 
acordo com a Figura, trata-se de qual arquitetura de computador? Justifique. 
Valor: 0,2 
 
Resposta 
 Arquitetura Harvard: 
- Memórias separadas para dados e instruções 
- Dados e instruções em barramentos distintos 
- Mais cara, mais complexa, porém mais rápida 
 
 
 
 
Figura 1 
 
7) Explique com suas palavras de que forma ocorre o ciclo de máquina, suas 
principais etapas e principais elementos presentes. Valor: 0,5 
 
Resposta: 
 A combinação de tempo de instrução (I-time) e tempo de execução (E- time) 
denomina-se ciclo de máquina. O Tempo-I é o tempo que uma instrução demora a 
ser copiada da memória principal para o registrador de instruções dentro do 
processador. O ciclo de máquina é repetido até que todas as instruções sejam 
executadas. 
 
Busca: AUC A próxima instrução da memória principal (indicado pelo contador de 
instruções) e incrementa o contador de instruções. 
 
Decodificação: UC do padrão de bits contido no registrador de intruções. 
 
Execução: ULA da ação solicitada pela instrução contida no registrador de 
instruções.