Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ. Aula 1. Cibele Lemos Freire Viginoski

Transcrição

1 Aula 1 Cibele Lemos Freire Viginoski

2 ARM (Advanced RISC Machine)

3 Arquitetura de Processadores CISC Conjunto Complexo de Instruções Microinstruções RISC Conjunto de Instruções Reduzidas Instruções devem ser executadas diretamente pelo Hardware Muitos Registradores (R0 a R15) Apenas Load e Store referenciam as instruções Estrutura de processamento paralelo ou simultâneo (ex: pipeline)

4 História ARM Começou a vida como parte da Acorn Computer Arcon Computer de Cambridge produziam computadores e foram sucesso no Reino Unido.

5 1985 Acorn Computer Group Desenvolveram primeiro processador RISC O processador ARM da Arcon é o primeiro processador RISC disponível em um PC de baixo custo.

6 1990 ARM Arcon uniu como Apple para desenvolver Apple s new Newton computer system Cerca de 1 bilhão de celulares vendidos a cada ano usam pelo menos um processador ARM Bilhões de processadores são baseados em chip ARM s.

7 Por que ARM? 32 bits RISC Reduced Instruction Set Computer. Era conhecida como Advanced RISC Machine e antes por Acorn RISC Machine. Os processadores os tornaram adequados para aplicações de baixa potência. Isso os tornou dominantes no mercado eletrônico móvel e incorporado como um custo relativamente baixo.

8

9 O que é microcontrolador?

10 Microprocessador

11 CPU Clock Reset Memória

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13 8051 LPC2148

14 Principio de Funcionamento Exemplo. Realizar a operação: - Para humano: Para o computador: 00 Load A, 7 01 Load B, 5 02 Add A, B 03 Store A

15 Princípio Funcionamento do Computador Digital Objetivo: Processar informação; A informação é: Codificada em duas classes: Instruções; Dados ou operando; Armazenar em algum dispositivo de memória Segue uma sintaxe (formato de construção dos elementos da instrução) e um semântica (interpretação do funcionamento da instrução).

16 Princípio de Funcionamento Algoritmo: Leitura de código; Interpretação do código; Processamento do código e armazenamento de resultados.

17 Arquitetura A cada instrução executada PC <= PC +4 Pipeline de 3 níveis Busca, Decodificação e Execução

18 Harvard Von- Neumann

19 Ciclo de Von Neumann Pipeline de 3 níveis Busca, Decodificação e Execução

20 Arquitetura de John Von Neumann central aritmética; central de controle; memória; gravação; entrada e saída.

21 Registradores

22 Linguagem Máquina Linguagem Assembly MOV R3, R9 opcode argumentos

23 Como uma instrução é representada?

24 Instrução MOV MOV{S} {cond} Rd, Operand2 MOV{cond} Rd, #imm8 S sinaliza o Flag Cond é opcional Rd é o registrador de destino Operand2 é flexível o segundo operando. Imm8 é um valor com faixa de

25 Exercício Utilizando o Keil -> Crie um diretório Ex1 Salve o projeto ex

26 NXP -> LPC2148

27

28

29 Salvar arquivo.s Adiciona o arquivo.s no projeto

30 Selecione o arquivo Add Close Compilar o programa ERRO?

31 Debug

32 Registradores Linguagem de máquina Assembly

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34 End Memória Inf. Memória End Memória Inf. Memória 0x x0014 ED 0x E3 A x E ED 0x0002 A0 0x x0003 E3 0x0017 E3 0x0004 0A 0x0018 FE 0x0005 1C E3 A0 1C 0A 0x E FE 0x0006 A0 0x001A 83 0x0007 E3 0x001B E3 0x x001C 01 0x E3 A x001D 40 E1 A x000A A0 0x001E A0 0x000B E3 0x001F E1 0x000C DE 0x0020 FE 0x000D 30 E3 A0 30 DE 0x0021 FF EA FF FF FE 0x000E A0 0x0022 FF 0x000F E3 0x0023 EA 0x x E x x0013 E3 Little endian

35 Altere um MOV por MVN. MVN R2, #4 O que acontece? O que acontece com linguagem Assembly? ORR R3, R3, #0x0000C000 ORR R3, R3, #0x00ED0000 ORR R3, R3, #0xFE000000

36 EXEMPLO 1 Realize a Contagem de 10 a 0.

37 Exemplo: Utilize o registrador R0 como cont cont =10; Enquanto (i>0) faça inicio enquanto cont = cont- 1; fim do enquanto Enquanto (verdade) Fim de programa NÃO Cont = 10 i >0 SIM Cont = cont -1;

38 Instrução SUB{S}{cond} {Rd}, Rn, Operand2 SUB{cond} {Rd}, Rn, #imm12 ; Ex: SUBS R1,R1,#1

39 N: sinal. Cópia do bit mais significativo do resultado; considerando aritmética com sinal, se N igual a zero, o resultado é maior ou igual a zero. Se N igual a 1, resultado é negativo. Z: zero. Ligado se o resultado foi zero, desligado caso contrário. C: vai-um (carry). Ligado se a operação causou vai-um (carry-out) ou empresta-um (carry-in), desligado caso contrário. V: estouro de campo (overflow). Ligado se ocorreu estouro de campo; calculado como o ou-exclusivo entre o vai-um do bit mais significativo do resultado e o vai-um do segundo bit mais significativo do resultado.

40 Instrução de Branch B{cond} <expression> <expression> = label EX: BNE Label B Label - jumper se Z = 1, ou seja, se o resultado operação é igual a zero

41 Instrução de Branch (Jump) B{cond} <expression> EQ Z=1 resultado da operação é zero NE Z = 0 resultado da operação não é zero LS C =0 ou Z =1 Menor ou igual GE - N =1 e V=1, ou N=0 e V =0 (se >or =) LT - N =1 e V=0, ou N=0 e V=1 ( se <) GT - Z =0, e N = V (>) LE Z =1, ou N<>V ( < ou =) AL sempre

42 Solução

43 Instrução ADD{S}{cond} {Rd}, Rn, Operand2 ADD{cond} {Rd}, Rn, #imm12 ; Ex: ADD R1, R2, R3 // R1 = R2 + R3

44 Teste de Desvio CMP Compara (subtrai) registrador // R2+(-R1) Formato: <MNE> Rd, <Op2> CMP R1, R2 // R2 - R1 BEQ rotulo1 // Salta se R1==R2 (equal) BNE rotulo2 // Salta se R1!=R2 (not equal) BLE rotulo3 // Salta se R1<=R2 (less than or equal) BLT rotulo4 // Salta se R1<R2 (less than) BGE rotulo5// Salta se R1>=R2 (greater or equal)

45 Exercício Contador crescente 0 a 10.

46 Instrução ADD{S}{cond} {Rd}, Rn, Operand2 ADD{cond} {Rd}, Rn, #imm8 ; Ex: ADD R0,R0,#1