Maskinorienterad Programmering IT2, LP2 - 2016/2017

Maskinorienterad programmering

Kursintroduktion 1

Maskinorienterad Programmering IT2, LP2 - 2016/2017

KursintroduktionSyften, målsättningar, kurslitteratur och genomförande

Översikt av laborationerIntroduktion till ARM-processorn och till laborationssystemet


Kursintroduktion

Kursens hemsida

kan nås via Ping-Pong ...

2


Kursintroduktion 3

Grundläggande datorteknik

Elektronik-

konstruktion

Datorsystem-

teknik

Dator-

arkitektur-

kurser Operativ-

system

Parallell-

programmering

Realtids-

system

Data-

stukturer

Data-

kommunikation

Digital konstruktion

(VHDL)

Software

Engineering

Fundamentals

Ingenjörskompetens och forskningsförberedelse


Objektorienterad programmering (Java)

Formella

metoder

Kursens placering i utbildningsutbudet


Kursintroduktion

Kurslitteratur

4


Kursintroduktion

Resurser – elektroniska dokument

5


Kursintroduktion

Resurser – programvara

6


Kursintroduktion

Genomförande

7

Vecka 1 2 3 4 5 6 7 8

Laborationer

Föreläsningar och demonstrationsövningar

Kodnings-/simuleringsövningar

Laborationsöversikt

(1) Terminalövning: test och felavhjälpning

(2) Maskinnära C, synkronisering och tidmätning

(3) Periferikretsar och andra objekt

(4) Undantagshantering

(5) Spelprogrammering


Kursintroduktion

Laborationssystem

8


Kursintroduktion

Laborationerna måste vara väl förberedda innan laborationstillfället

Utveckling och test görs med simulatorer

Använd kodnings-/simuleringsövningar ochhemarbete för förberedelserna

CodeLite, GCC, ETERM8 och SimServer finns på kursens ”resurssida”, hämta och installera omgående

OBS: Laborationerna börjar i läsvecka 3

ANMÄL ER SENAST ONSDAG LV2 (via kursens hemsida i PingPong)

Inför laborationerna

9


Kursintroduktion 10

Ur innehållet:En kort historikARM/Thumb, dagens arkitekturUtvecklingssystemet - arbetsredskap...

ETERM8, GCC, GDB och CodLite

Ett enkelt assemblerprogramEtt enkelt C-program

Introduktion till ARM-processorer


Kursintroduktion

1979 – ”Acorn Computers”

Acorn System 1 (MOS 6502 )

1981-1994 – BBC micro

8-bitars (MOS6502-processor, 2 MHz)

Mer än 1,5 miljon sålda enheter

Mer än 1,5 miljon sålda enheter

ARM – Tidiga datorer

11


Kursintroduktion

1987 – 1990 – Archimedes

32-bitars (ARM1-processor, 8 MHz)

12


Kursintroduktion

1990 – 1992 – R260

ARM3-processor, 30 MHz

16MB minne

13


Kursintroduktion

1992 Apple Newton

ARMv3 arkitektur

ARM610 processor

35 000 transistorer

33 MHz

14


Kursintroduktion

1996 – RISC arbetsstation

StrongARM-processor, 233 MHz

15


Kursintroduktion

1996 – 1998 ”Referenskonstruktioner”

- ingen serieproduktion

Fast NC

Desklite

Acorn Stork Notebook

Phoebe

http://www.computinghistory.org.uk/

16


Kursintroduktion

ARM - Licensierad IPEn lång rad företag använder i dag ARM-arkitektur på licens i sina

produkter:

AMD, Applied Micro, Broadcomm, Caldexa, Freescale (numera NXP) Huawei, IBM, Infineon, Intel, Renesas,

Rockchip, Samsung, STMicroelectronics

Antal miljarder sålda enheter baserade på ARM 1997-2014

17


Kursintroduktion

ARM – i dagens konsumentprodukter

18


Kursintroduktion

ARM – i Apple iPhone (2010)

19


Kursintroduktion 20

ARM/Thumb – Instruktionsuppsättningar


Kursintroduktion 21

Registeruppsättning och adresseringsmetoder


Kursintroduktion 22

Assemblerprogrammering


Kursintroduktion 23

Specifikation Registerallokering ImplementeringAssembler-

programmets

struktur;

exempel


Kursintroduktion 24

Assemblerspråkets element

ALLA textsträngar är ”context”-beroende

”Mnemonic”, ett ord som om det förekommer i instruktionsfältet tolkas som en

assemblerinstruktion ur processorns instruktionsuppsättning. Mot varje sådan

mnemonic svarar som regel EN maskininstruktion.

”Assemblerdirektiv”, ett direktiv till assemblatorn.

Symboler, textsträng. Ska bara förekomma i symbol- eller operand- fälten, I

symbolfältet ska dessa alltid avslutas med : (kolon)

Direktiv och mnemonics är inte ”reserverade” ord i vanlig bemärkelse utan kan till

exempel också användas som symbolnamn


Kursintroduktion 25

Översättning av assemblerprogram


Kursintroduktion 26

Programutveckling i C och assembler


Kursintroduktion 27

Översättning av C och/eller assemblerprogram


Kursintroduktion 28

Kompilatorkonventioner

Regler för hur data kommuniceras mellan funktioner, registeranvändning


Kursintroduktion

Kursens syften är

att vara en introduktion till konstruktion av små inbyggda system och

att ge en förståelse för hur imperativa styrstrukturer översätts till assembler

att ge en förståelse för de svårigheter som uppstår vid programmering av händelsestyrda system med flera indatakällor.

Centrala målsättningar är att kunna:

skriva enkla C-program med användande av programspråkets datatyper och styrstrukturer

beskriva motsvarigheten i assembler till typiska programstrukturer i C.

utnyttja de i kursen använda verktygen för programutveckling på ett adekvat sätt

medverka vid konstruktion och programmering av enkla inbyggda system med givna komponenter

konstruera system innefattande olika typer av undantag (interna undantag, avbrott, återstart)

beskriva och exemplifiera några olika typer av digitala kringkomponenter och deras användning.

Kursens syften och målsättningar

29


Kursintroduktion

Av speciell vikt: ”maskinorienterad programmering”

30

• Läsa/skriva på fasta adresser (portar)

• Datatyper, storlek (8,16 eller 32 bitar...)

• Heltalstyper, med eller utan tecken, vad

innebär typkonverteringarna?

• Bitoperationer &, |, ^ (AND, OR, XOR)

• Skiftoperationer <<, >> (vänster, höger)

void main(void)

{

unsigned char c;

app_init();

while(1){

c = (unsigned char) *(( unsigned char *) 0x40020C11 );

c = (c >> 3) & 7;

* ( (unsigned char *) 0x40020C14) = c;

}

}

asm volatile(

" LDR R0,=0x00005555\n"

" LDR R1,=0x40020C00\n"

" STR R0,[R1]\n"

) ;

Documents

Maskinorienterad Programmering IT2, LP2 - 2016/2017