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Programacin de Sistemas
Mtro. en IA Jos Rafael Rojano [email protected]
http://www.uv.mx/rrojano
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Elementos de un sistema embebido
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Elementos de un sistema embebido
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Desarrollo de Firmware
SOFTWARE
Lenguajes de Bajo y Alto Nivel.
UNIDAD CENTRAL DE PROCESO
MEMORIA
RELOJ
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Desarrollo de Firmwaremove.w (A0)+,D0add.w (A0),D0cmp.w
#10,D0bgt Print_Msg_Abra Print_Msg_BPrint_Msg_A:
01000100010100101010010010100100100100010111011101010101
Sumar dos valores y comparar si el
resultado es mayor o igual a 10
int suma;suma = A + B;if (suma >= 10)
printf (Mayor que);else
printf (Menor que);
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Desarrollo de Firmware
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Desarrollo de FirmwareCompiladores y Enlazadores.
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Desarrollo de Firmware
Memoria 8-Bits
unsigned char X = 0x10;unsigned int A = 0x1200;unsigned long B =
0x8795EF11;
0x10$00400x120x00
$0041$0042
0x870x950xEF0x11
$0043$0044$0045$0046
Tipo de Dato Variable y Valor Ini.
Lenguaje C para Sistemas Embebidos.El Preprocesador.Variables y
Tipos de Datos.
Modificadores: const, extern, volatile, static.Arreglos,
estructuras de datos, punteros.
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Desarrollo de FirmwareLenguaje C para Sistemas Embebidos.
Funciones en C (Subrutinas y Funciones). Eventos. Inicio
Programa
Inicializacin
Bajo Consumo
EV. 1
EV. 2 EV. 3
EV. nEventos?
Evento (Interrupcin) Sin Eventos, esperando
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Unidades de procesamiento
Microprocesadores, instrucciones, modos de direccionamiento
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Caractersticas de la CPU para S.E:
Eficiencia, tamao de cdigo (sistemas no complejos): Sistemas
tpicamente sin disco duro y/o diseos con poca cantidad de memoria
RAM y ROM.CISC
Buena opcin, eficiencia en el tamao del cdigo.Una instruccin
realiza varias operaciones.Memoria embebida dentro del mismo chip,
ms costosa.
RISC: Optimizada para velocidad.CISC para la programacin, RISC
interno.
MemoriaMemoria
InstruccinCISC
Unidad de Control
Decodificador y traductor
CISC -> RISC
Decodificador y traductor
CISC -> RISC
Decodificador instrucciones
RISC
Decodificador instrucciones
RISC
InstruccionesRISC
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Caractersticas de la CPU para S.E:
Eficiencia, tamao de cdigo: Tcnicas de compresin de
instrucciones.Eficiencia en tiempo de Ejecucin:
ROM
CPU
InstruccinDireccin
ROM
DECO
InstruccinDireccin
CPU
Esquema tradicional Compresin de instrucciones
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Microprocesadores
Difieren de los procesadores tradicionales como: INTEL x86, AMD,
AMD 64, entre otros.Son orientados a aplicaciones
especficas.Eficiencia:
Bajo consumo de potencia: DPM y DVS.Cdigo pequeo: ISA
optimizada.Mdulos: Apropiados para S.E.
Conversor A/D, D/A, TIMER, PWM, Serial.Avanzados: DRAM, DMA, LCD
Grfico, Interrupciones.
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Modelo de ProgramacinConjunto de elementos ofrecidos al usuario
para la programacin.
15 0
31 01516
Registros de Datos D0-D7
78
31 01516
Registros de Direcciones A0-A6
31 01516
StackPointer USP y SSP A7. ColdFire es solo uno.
31 0Solo en el 68000
2324
Contador de Programa o PC
Registro de EstadoCCR
78
Ejem
plo
6800
0/C
oldF
ire
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Modos de DireccionamientoConjunto de mecanismos para proveer de
datos a las instrucciones
Ejemplo 68000/ColdFireM.D. Inmediato
Directo a Registro (Datos o Direcciones)INSTRUCCIN
OPERANDO
Memoria
E.A.INSTRUCCIN
REGISTRODATOS O
DIRECCIONES
E.A.
Directo a Memoria (Absoluto)
INSTRUCCIN
Memoria
OPERANDOE.A.
INSTRUCCIN REGISTRODIRECCIONESRegistro
Memoria
OPERANDOE.A.
Indirecto a Registro Direcciones
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Lenguaje C para S.E.
Cdigo Fuente.Se escribe en un lenguaje de alto nivel: C.Ms
cercano a los humanos, menos a la mquina.
Debe ser traducido a lenguaje de mquina.Los pasos son:
Revisin: Sintaxis y semntica.Traduccin lenguaje
intermedio.Optimizaciones de alto nivel.Llevar a cdigo objeto:
dependiente de la mquina.Optimizaciones de bajo nivel.Reunin con
otros mdulos: Cdigo ejecutable.
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Pasos del cdigo fuente al binarioCDIGO FUENTE REVISIN
REUNIR OBJETOS
EJECUTABLE
OPTIMIZAR ALTO NIVEL
CDIGO INTERMEDIO
OPTIMIZAR BAJO NIVEL
CDIGO OBJETO
ASMCDIGO MQUINA
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El compiladorToma el cdigo fuente (.c y .h) y lo organiza de
acuerdo a las directivas del preprocesador.Revisin de sintaxis y
semntica.Traduccin a cdigo objeto con las respectivas
optimizaciones.
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Compiladores
Compiladores cruzadosCompilador tradicional
Se ejecuta en una arquitectura especfica (x86).Genera cdigo para
esa misma arquitectura.Visual C++ (x86). Genera cdigo para x86.
Compilador cruzadoSe ejecuta en una arquitectura especfica
(x86).Genera cdigo para otra arquitectura (m68k, arm).gcc-m68k-elf:
Compilador de C que corre en x86 pero genera cdigo para un Motorola
68000.
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Esquema de los compiladores
Compiladores cruzadosCompilador tradicional
Compilador cruzado
Cdigo Fuente Compilador
CPU: x86
Cdigo para x86
Cdigo Fuente Compilador
CPU: x86
Cdigo para HC08
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Ligadores
Enlazador: LinkerVarios mdulos: varios archivos objeto.Resuelve
las referencias externas.Rene todos (obj.) en un solo
ejecutable.
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Binario
Binario o ejecutable:
Mdulo 1*.c , .asm
Mdulo 2*.c, .asm
Mdulo n*.c, .asm Libreras
*.libCompilador Compilador Compilador
Mdulo 1*.o
Mdulo 2*.o
Mdulo n*.o
Otros*.lib
Enlazador
Ejecutable
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Arquitectura ARM
Advanced Risc Machine
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Acerca de la arquitectura ARM
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Registros del ARM
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Registros del ARM
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Organizacin de los registros
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ReferenciasLus Germn Garca Morales, Sistemas Embebidos notas de
clase-, Universidad de Antioquia, Grupo de Microelectrnica y
Control.ARM Manual de referencia de la arquitectura
