1 / 39

Mikroprotsessorid

Mikroprotsessorid. Alvo Aabloo alvo@ut.ee. Kursuse eesmärgid. Anda sissejuhatus mikroprotsessoritesse ja nende rakenduste tutvustamine Omandada riistvara lähedast mõtlemist Omandada kogemusi assembler keeles Omandada oskused programmeerida mikrokontrollereid Z80 seeria näitel

rafael-vance
Download Presentation

Mikroprotsessorid

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Mikroprotsessorid Alvo Aabloo alvo@ut.ee

  2. Kursuse eesmärgid • Anda sissejuhatus mikroprotsessoritesse ja nende rakenduste tutvustamine • Omandada riistvara lähedast mõtlemist • Omandada kogemusi assembler keeles • Omandada oskused programmeerida mikrokontrollereid Z80 seeria näitel • Omandada teadmised FPGA kontrolleritest ja nende programmeerimisest VHDL keelest

  3. Omandatavad oskused • Oskus hinnata püstitatud ülesande teostatavust protsessorit sisalduva seadme abil • Oskus programmeerida lihtsat ülesannet mikroprotsessoril assembleris • Oskus kasutada FPGA kontrollerit • Oskus leida ja kasutada programmeerimiseks vajalikku informatsiooni

  4. Keelekümblus • Tehniline dokumentatsioon on praegusel ajal valdavalt inglise keelne • Isegi kui levinud asjad tõlkida eesti keelde, on vaja selleks, et töötada valdkonnas, õppida lugema tehnilist dokumentatsiooni võõrkeeles

  5. Töökorraldus • Loengud 3 tk Z80/assembler • Praktikum Z80/assembler (30% hindest) • Kontrolltöö (valiktest) (15% hindest, E) • Loeng FPGA/VHDL 5 tk • Praktikum FPGA/VHDL 5 tk (40% hindest) • Kontrolltöö (valiktest)(15% hindest, E) • Eksam(kontrolltööde järgi tegemine)

  6. Veidi ajalugu • Mikroprotsessori areng on olulisel määral seotud integraallülituste arenguga • Aastal 1969 Jaapani insenerid firmast BUSICOM tegid INTELi firmale ettepaneku arendada lülitused kalkulaatorite tarbeks

  7. Marcian Hoff • Oli tegelenud PDP8 arvuti arendusega • Pakkus välja uudse idee, mille jaapanlased aktsepteerisid • Frederico Fraggin • 9 kuud arendust

  8. INTEL 4004 • Aasta 1971 • Ostsid õigused ära BUSICOM firmalt, kes ei saanud aru lahenduse võimsusest • 4-bit • 6000 op/sec

  9. 8 bitti • CTC tellis Intelilt ja Texas Instruments firmadelt 8 bitise protsessori • CTC loobus • TI aastal 1972 8008

  10. TI 8008 • 8 bit • 16kB • 45 intruktsiooni • 300 000 op/sec

  11. Intel 8080 • Aasta 1974 • 8 bit • 64kB mälu • 75 instruktsiooni • $360

  12. 6800 • Motorola • 8bit • Chuck Peddle • MOS Technology • 6502 • Hinnalangus Atari, Apple, Commodore

  13. Zilog • Frederico Faggin • 1976 Z80 • 1975 8085 • Z80 >> 8085 • Personaalarvutite ajastu algus

  14. 16-bit protsessor • National SemiconductorIMP-16, 1973 • Digital Equipment Corporation (DEC)LSI-11jaPDP 11/03minicomputer • Fairchild Semiconductor MicroFlame 9440 • 1976 • single-chip 16-bit TI's TMS 9900 • 16-bit Intel 8086 - 80286

  15. 32-bit • Aga MC68000, in 1979 32 bit registrid • Fully-32-bit microprocessorAT&TBell Labs BELLMAC-32A, in 1980 • Intel's 32-bit microprocessor iAPX 432, in 1981 • 1985, 32-bit Intel 80386, personaalarvutid • Zilog Z8000, aga suri kiirelt

  16. 80’ndate mikroprotsessorite konkurents • Võitis x86, ja peamiselt Intel

  17. 64-bit • PowerPCprotsessorid, 90 algusel • AMD64, in September 2003 • Intel's x86-64 chips

  18. Multicore • Üks chip, mitu mikroprotsessorit • 2005 dualcore • 2006 quadcore

  19. RISC (Reduced Instruction Set) • 1980-1990 • MIPS technologies, R2000 32-bit • IBM POWER, Sun SPARC • AT&CRISP, AMD 29000, Interl i860, i960, DEC-ALPHA, Mototola 88000

  20. Mikrokontroller versus mikroprotsessor • Peamine erinevus on funktsionaalsus • Mikroprotsessor kui seadme süda • Mikrokontroller kui seade • Piir udune • DSP, GPU jne..

  21. Z80 • Zilog Corporation • Miks Z80? • Kirjandus: • The Z80 microprocessor, Ramesh S. Gaonkar, ISBN 0-13-025518-1 • http://www.z80.info • http://digi.physic.ut.ee->õppetö->mikroprotsessorid

  22. Z80 • Kvartsi kiirus: Z80 - 2.5MHz, Z80A - 4MHz up to 25MHz • Võimsustarve: Z80 - 5V@60mA, Z80A - 5V@90mA • Instruktsioonide arv: 158 (78 neist ühilddub 8088) CISC (Complex Instruction Set Computing) • Registreid: 14 • 8-bit CPU, 16-bitine aadress, 64K mälu

  23. Bit, Bait, Sõna • Bit ehk Binary Digit, Number kahendarvusüsteemis • Bait, bittide kogum, üldjuhul 8 bitti • Bittide nummerdamine • Sõna ehk word, arvutiandme ühik • 8bit, 16bit, 32-bit, 64-bit, 128-bit • 1 bait, 2 baiti, 4 baiti, 8, 16... • kb, KB, Mb, MB,mB?

  24. Siin ehk Bus • Andmete, aga ka näiteks pinge edasikandmiseks vajalik alamsüsteem • Ehk Traat  • Siini laius, bittides • Andmesiin • Juhtsiin • Aadresssiin

  25. Mälu • ROM,RAM, EEPROM • Aadress CS RD WR A3 A2 A1 A0 Andmesiin

  26. Pinumälu ehk Stack • LIFO moodi mälupiirkonna kasutamine • LIFO Last In First Out • Push • Pop

  27. Register • Protsessoris asuv mälu • Tavaliselt omistatakse talle nimi, täht

  28. Arhitektuur

  29. Programmeeritav seade • Mälu • ROM,RAM, EEPROM • Adresseerimine,mäluruum • ALU • Registrid • I/O • Programm

  30. Z80 • Instruktsioonide arv: 158 (78 neist ühilddub 8088) CISC (Complex Instruction Set Computing) • Registreid: 14 • 8-bit CPU, 16-bitine aadress, 64K mälu

  31. Masinkeel • Binaarne kuju • 11011001 • 00010111 • Hexadecimal • 1Ah, 5Bh

  32. 0110 0001 1+32+64=97 118 0111 0110 1,2,4,8 16,32,64,128 256,512,1024,2048, 4096,8192,16384,32768 65536... Kahendsüsteemis arvutamine

  33. A4 10*16+4=164 912 Int(912/256) =3 (912-768)=144 144/16 =9 390 1,16,256,4096,65536 Heksasüsteemis arvutamine

  34. Konverteerimine • ABCD • 1010 1011 1100 1101

  35. Assembler • Mnemonik • Hexadecimal • LD B, 32H; lae bait • Käsk ehk instruction ehk opcode • Operand, ehk parameeter

  36. Assembleri näide ORG 8000H LD SP,0FFFFH PPI1 EQU 37H PORTB1 EQU 35H LD A,90H OUT (PPI1),A LOOP: LD A,0 OUT (PORTB1),A CALL TIMER1 LD A,0FFH OUT (PORTB1),A CALL TIMER1 JP LOOP TIMER1: LD E,0AH J50: LD B,0FFH J51: LD D,0FFH J52:DEC D JP NZ,J52 DEC B JP NZ,J51 DEC E JP NZ,J50 RET END

  37. Assembler • Definitsioonid • Lipikud • Kommentaarid • Makrod • Käsud ehk Instruktsioonid • Direktiivid

  38. Cross assembler • Tõlgib assembleri masinkoodi • Tõlgib definitsioonid ja lipikud • Paigutab programmikoodi mällu

  39. Arhitektuur

More Related