GUÍA 17-09-26 Arquitecturas Computacionales

HU413 · jueves 17/09/2026 · 16:00-17:40 · Sesión 6

Unidad 2 · Representación de instrucciones, direccionamiento y unidad de control

FORMATO DE INSTRUCCIÓN

Una instrucción es una palabra binaria dividida en campos: código de operación, registros fuente y destino, e inmediato o desplazamiento. El diseño de esos campos condiciona todo el procesador.

LA TENSIÓN DEL DISEÑO

• Longitud fija: decodificación simple, segmentación fácil, código más grande.
• Longitud variable: código compacto, decodificación compleja, difícil de segmentar.

RISC-V usa 32 bits fijos con formatos R, I, S, B, U y J. Los campos de registro están en la misma posición en todos los formatos, para poder leer el banco de registros antes de terminar de decodificar. Es un detalle pequeño con un gran efecto en la segmentación.

MODOS DE DIRECCIONAMIENTO

• Inmediato — el operando está en la instrucción.
• De registro — el operando está en un registro.
• Base más desplazamiento — la dirección es un registro más una constante. Es el modo de acceso a memoria de RISC.
• Relativo al PC — para saltos; hace el código reubicable.
• Indirecto e indexado — comunes en CISC, ausentes en RISC.

POR QUÉ RISC TIENE TAN POCOS

Cada modo de direccionamiento adicional agrega un caso a la decodificación y puede agregar un acceso a memoria dentro de una instrucción, lo que rompe la regularidad de la segmentación. Los compiladores usaban muy poco los modos exóticos, así que se eliminaron.

LA UNIDAD DE CONTROL

A partir del código de operación genera las señales que gobiernan el camino de datos: qué operación hace la ALU, qué registro se escribe, qué multiplexor selecciona qué, y si hay acceso a memoria.

CABLEADA CONTRA MICROPROGRAMADA

• Cableada — lógica combinacional o una máquina de estados. Rápida, difícil de modificar. Es lo de RISC.
• Microprogramada — las señales se guardan en una memoria de control. Flexible, más lenta. Es lo de CISC.

Es el mismo tema que se ve en Sistemas Embebidos desde el lado de la implementación. Aquí interesa la consecuencia arquitectónica: la elección de control determina qué tan complejo puede ser el repertorio de instrucciones.

TAREA

Decodificar a mano cinco instrucciones RISC-V de 32 bits identificando todos sus campos.