Procesni sistemi vodenja

Procesni sistemi vodenja - Programski model procesne enote mikrokrmilnika 11

http://www.ro.feri.uni-mb.si

Procesni sistemi vodenjaProcesni sistemi vodenja

Programski model procesne enote mikrokrmilnika

(Uvod v programiranje v zbirnem jeziku, TMS320C2407)



Vsebina poglavjaVsebina poglavja• Naslavljanje• Ukazi v strojnem jeziku:

– Deli ukaza v zbirnem jeziku – Nalaganje in shranjevanje– Aritmetične operacije– Logične operacije– Pomiki (shift)– Bitne operacije– Inkrement/dekrement– Skoki in zanke

• Sklad• Podprogrami (lastnosti, modularnost, sklad, klic, vračanje)• Dodeljevanje pomnilnika• Delovanje zbirnika (prevajalnika)



NaslavljanjeNaslavljanje

• naslov in vsebina

• tipi: – trenutno, – direktno, – indirektno, – indeksno, – relativno



Naslavljanje – naslov in vsebinaNaslavljanje – naslov in vsebina

0xEB01 0x0041

0xEB02 0x0032

0xEB03 0x0FF1

0xEB04 0xC011

0xEB05 0xF000

Naslov Vsebina



Naslavljanje - tipiNaslavljanje - tipi

• Trenutno (Immediate)– Ukaz vsebuje konstanto, s katero bo manipulirala

instrukcija• RPT #99 ; Ponovi naslednjo vrstico 99 krat

• Neposredno (Direct)– Ukaz vsebuje naslov v podatkovnem pomnilniku, na

katerem se nahaja vrednost (spremenljivka ali konstanta), s katero bo manipulirala instrukcija

• ADD 1h ; Prištej vrednosti akumulatorja vsebino ; pomnilniške lokacije 1h



Naslavljanje - tipiNaslavljanje - tipi

• Posredno (Indirect)– Naslavljanje z uporabo pomožnih registrov, indeksno

naslavljanje. Ukaz vsebuje pomožni register, v katerem se nahaja naslov v podatkovnem pomnilniku, kjer je vrednost (spremenljivka ali konstanta), s katero bo manipulirala instrukcija.

• ADD * ; Prištej vrednosti v akumulatorju vsebino ; pomnilniške lokacije, na katero

kaže ; vsebina trenutnega pomožnega registra.

• ADD *- ; Enako kot prej, le da je vsebina trenutnega ; pomožnega registra po operaciji

zmanjšana ; za 1.



Ukazi v zbirnem jezikuUkazi v zbirnem jeziku

• Deli ukaza v zbirnem jeziku

• Nalaganje in shranjevanje

• Aritmetične operacije

• Logične operacije

• Pomiki (shift)

• Bitne operacije

• Skoki in zanke



LegendaLegenda

• ACC – akumulator• dma – naslov v podatkovnem pomnilniku• pma – naslov v programskem pomnilniku• k – konstanta• cond – pogoj• TOS – Top of stack, kazalec na vrh sklada• cbit – kontrolni bit• (x) – vsebina registra oz. pomnilniške lokacije x• x(y) – bit št. y registra oz. pomn. lokacije x



Statusni registerStatusni register

• ST0

• ST1

– C – Carry bit – označuje prenos

– TC – Test control flag bit – za bitne operacije

– OV – Overflow – označuje prekoračitev obsega

TMS320LF2407TMS320LF2407



Deli ukaza v zbirnem jezikuDeli ukaza v zbirnem jeziku

•labela

•operacijska koda

•operandi

•komentarji

OUTPUT LDP #6 ;select data page 6

BLDD #300, 20h ;move data at address ;300h to 320h



Nalaganje in shranjevanjeNalaganje in shranjevanje

• Nalaganje v akumulator– LACC dma C: acc = *dma;

• (dma) → (ACC)

– LACC #k C: acc = 5;• k → (ACC)

• Shranjevanje v pomnilnik C: *dma = acc;– SACH dma

• (ACC(31:16)) → dma

– SACL dma• (ACC(15:0)) → dma



Aritmetične operacijeAritmetične operacije• Seštevanje

– ADD #5 C: acc += 5;• (ACC) + 5 → (ACC)

– ADD dma C: acc += *dma;• (ACC) + (dma) → (ACC)

• Odštevanje– SUB dma C: acc -= *dma;

• (ACC) – dma → (ACC)

• Dvojiški komplement– NEG C: acc = -acc;

• (ACC) * (-1) → (ACC)



Logične operacijeLogične operacije• IN

– AND #5 C: acc &= 5;• (ACC) & 5 → (ACC)

• ALI– OR #5 C: acc |= 5;

• (ACC) | 5 → (ACC)

• Eniški komplement– CMPL C: acc = ~acc;

•

• Ekskluzivni ALI– XOR #5 C: acc ^= 5;

• (ACC) ^ 5 → (ACC)

(ACC) (ACC)



Pomiki (shift)Pomiki (shift)

• Rotacija v levo– ROL

• C → ACC(0)

(ACC(31)) → C

(ACC(30:0)) → ACC(31:1)

• Rotacija v desno– ROR

• C → ACC(31)

(ACC(0)) → C

(ACC(31:1)) → ACC(30:0)



Pomiki (shift)Pomiki (shift)

• Pomik v levo– SFL C: acc <<= 1;

• (ACC(31)) → C

(ACC(30:0)) → ACC(31:1)

0 → ACC(0)

• Pomik v desno– SFR C: acc >>= 1;

• (ACC(31:1)) → ACC(30:0)

(ACC(0)) → C

ukaz SFR upošteva



Bitne operacije, primerjaveBitne operacije, primerjave

• Testiraj bit– BIT dma, 15

• dma(15) → TC

• Postavi kontrolni bit– SETC cbit

• Zbriši kontrolni bit– CLRC cbit



Skoki in zankeSkoki in zanke • Zanka na mesto, ki ga označuje labela

– B pma• pma → PC

• Zanka na mesto, ki ga označuje vsebina akumulatorja– BACC

• ACC(15:0) → PC

• Pogojna zanka– BCND pma,cond

• If (cond) PC = pma

else PC +=1

– BCND pma,C (C – Carry bit)• If (C==1)

PC = pma else

PC +=1



SkladSklad

• Služi za shranjevanje vsebine programskega števca in ostalih registrov ob:– Skokih v podprograme– Prekinitvah

• Proces se prekine, lokalne spremenljivke se ohranijo!



SkladSklad - PUSH- PUSH



SkladSklad - POP- POP



PodprogramiPodprogrami

• Razlogi za uporabo

• Lastnosti

• Modularnost

• Klic podprograma

• Vračanje iz podprograma



Razlogi za uporabo podprogramovRazlogi za uporabo podprogramov

• Prednosti:– Večja preglednost kode.– Možnost večkratne uporabe delov programske kode.

• Manjša dolžina kode – manjša poraba pomnilnika.

• Krajši porabljen čas za pisanje kode.

• Slabosti:– Počasnejše izvajanje.

• Sklad,

• Trajanje skoka.

– V primeru spremembe je treba upoštevati vse klice!



ModularnostModularnost

• Podprogram je zaključena celota:– Vhodni podatki, – Funkcija,– Izhodni podatki

• Čim manj globalnih spremenljivk – idealno nobene!

• Statične spremenljivke le v primeru potrebe.

• Najboljše so lokalne spremenljivke.



Klic podprogramaKlic podprograma

• Klic podprograma na naslovu v akumulatorju– CALA

• PC + 2 → TOS

• ACC(15:0) → PC

• Brezpogojni klic podprograma– CALL pma

• PC + 2 → TOS

• pma → PC



Vrnitev iz podprogramaVrnitev iz podprograma

• Brezpogojna vrnitev– RET C: return;

• (TOS) → PC

• Pogojna vrnitev– RETC cond

• If (cond)

(TOS) → PC

– RETC cond• If (C==1)

(TOS) → PC



Dodeljevanje pomnilnikaDodeljevanje pomnilnika

• Mikrokontroler/mikroprocesor– Bit MP/MC v SCSR2 (imamo zunanji pomnilnik?)– Bita DON in PON v SCSR2 (izbira pomnilniškega

in programskega prostora)

• Bit CNF v ST1

• Podatkovna stran– DP v ST0



Konfiguracijska registra SCSR1 in SCSR2 Konfiguracijska registra SCSR1 in SCSR2

SCSR1

SCSR2



Statusna registra ST0 in ST1Statusna registra ST0 in ST1

• ST0

• ST1

– C – Carry bit – označuje prenos

– TC – Test control flag bit – za bitne operacije

– OV – Overflow – označuje prekoračitev obsega



Kodna stran - DPKodna stran - DP



Generiranje naslova – neposredno naslavljanjeGeneriranje naslova – neposredno naslavljanje



Delovanje zbirnika (prevajalnika)Delovanje zbirnika (prevajalnika)

• Prevajalnik (Assembler)

• Povezovalnik (Linker)

• Knjižnice (Library)

• Generator binarne kode (Executable file)



Potek prevajanjaPotek prevajanja



Razdeljevanje pomnilnika v logične blokeRazdeljevanje pomnilnika v logične bloke

• Sekcije– .bss

• Ponavadi rezervira prostor za neinicializirane spremenljivke.

– .data • Ponavadi vsebuje inicializacijske podatke.

– .text• Ponavadi vsebuje izvršno kodo.



Razdeljevanje pomnilnika v logične blokeRazdeljevanje pomnilnika v logične bloke



Primer konfiguracijePrimer konfiguracije



Primer uporabe ukazov za sekcije (2407)Primer uporabe ukazov za sekcije (2407)



Primer konfiguracije pomnilnika (2407)Primer konfiguracije pomnilnika (2407)



Domača nalogaDomača naloga



Možna vprašanja na izpituMožna vprašanja na izpitu

• Naslavljanja – tipi in opisi.

• Deli ukaza v zbirnem jeziku n njihov pomen.

• Tipi instrukcij.

• Sklad – opis in uporaba.

• Prednosti in slabosti uporabe podprogramov.

• Statusni register – opis in najpomembnejši biti.

Documents

Procesni sistemi vodenja