- •1 Введение во встраиваемые вычислительные системы
- •1.1 Определения, особенности, классификация
- •1.1.6.1 Уровень предприятия (1)
- •1.1.6.2 Уровни объекта (2) и подсистемы (3)
- •1.1.6.3 Уровень функциональных узлов (4)
- •1.1.6.4 Уровень оборудования функциональных узлов (5)
- •1.1.6.4.1 Устройства ввода-вывода
- •1.1.6.4.2 Устройство сопряжения с объектом
- •1.2 Механизмы реального времени
- •1.2.4.1 Классификация прерываний
- •1.2.4.2 Функции системы прерываний и их реализация
- •1.2.5.1 Основные характеристики pcf8583
- •1.2.5.2 Описание
- •1.2.5.3 Режимы работы часов
- •1.2.5.4 Регистры-счетчики
- •1.2.5.5 Будильник
- •1.2.5.6 Регистры сигнализации
- •1.2.5.7 Таймер
- •1.2.5.8 Режим счетчика событий
- •1.2.5.9 Вывод прерывания int
- •2 Технические средства встраиваемых систем
- •2.1 Элементная база микропроцессорной техники для
- •2.2 Модульный принцип организации процессора ввс
- •2.2.4.1 Энергонезависимая память e2prom: историческая справка
- •2.2.4.2 Основные характеристики eeprom at24Cxx
- •2.2.4.3 Описание
- •2.2.4.4 Организация памяти
- •2.2.4.5 Адресация модулей eeprom
- •2.2.4.6 Операция записи
- •2.2.4.7 Операция чтения
- •2.2.5.1 Однонаправленные порты
- •2.2.5.2 Двунаправленные порты и порты с альтернативной функцией
- •2.2.6.1 Программируемые таймеры в микроконтроллере с ядром Intel
- •2.2.6.2 Модули таймеров-счетчиков со схемами входного захвата,
- •2.2.7.1 Классификация ацп
- •2.2.9.1 Контроллер последовательного интерфейса в
- •2.2.10 Подсистема синхронизации
- •2.2.11 Механизмы начальной инициализации встроенной памяти
- •2.2.11.1 Внешнее программирование встроенного пзу
- •2.3 Сетевые интерфейсы встраиваемых систем
- •2.3.1.1 Концепция шины I²c
- •2.3.1.2 Принцип работы шины I²c
- •2.3.1.3 Сигналы старт и стоп
- •2.3.1.4 Подтверждение
- •2.3.1.5 Синхронизация
- •2.3.1.6 Форматы обмена данными по шине I²c (7-битный адрес)
- •2.3.1.7 Арбитраж
- •2.3.1.8 Достоинства шины I²c
- •2.3.2.1 Согласование и конфигурация линии связи
- •2.3.2.2 Защитное смещение
- •2.3.2.3 Исключение приема при передаче в полудуплексном режиме
- •2.3.4.1 Протоколы реального времени
- •2.3.4.2 Резервирование каналов и кольцевая топология
- •2.3.4.3 Отличия от обычного Ethernet
- •2.3.6.1 Преимущества
- •2.3.6.2 Преимущества plc по сравнению с Wi-Fi
- •2.3.6.3 Недостатки
- •2.3.9.1 Физический уровень
- •2.3.9.2 Контроллер шины
- •2.3.9.3 Оконечные устройства
- •2.3.9.4 Монитор канала
- •3 Программное обеспечение и инструментальные
- •3.1 Особенности программного обеспечения ввс
- •3.1.4.1 Особенности плк
- •3.1.4.2 Варианты построения систем на базе плк
- •3.1.4.3 Особенности программирования плк
- •3.1.4.4 Варианты реализации плк
- •3.1.4.5 Цикл плк
- •3.1.4.6 Области применения плк
- •3.1.4.7 Сравнение с микроконтроллерами
- •3.2 Языки программирования
- •3.2.8.1 Удобочитаемость
- •3.2.8.2 Лёгкость создания программ
- •3.2.8.3 Надёжность
- •3.2.10 Краткий обзор языков, используемых при проектировании
- •3.2.10.1 Язык программирования Си
- •3.2.10.3 Платформа Java
- •3.2.10.4 Платформа .Net
- •3.2.10.5 Язык программирования ada
- •3.2.10.6 Язык программирования Esterel
- •3.2.10.7 Язык программирования Lustre
- •3.3 Инструментальные средства отладки и тестирования
- •Ieee 1149.1 jtag - механизм граничного сканирования
- •3.3.3.1 Реализация jtag-инструментария
- •3.3.4.1 Цели и задачи профилировки
- •3.3.4.2 Общее время исполнения
- •3.3.4.3 Удельное время выполнения
- •3.3.4.4 Определение количества вызовов
- •3.3.4.5 Определение степени покрытия
- •3.3.5.1 Обеспечение корректности программного кода: обзор
- •3.4 Разработка программного продукта
- •3.4.2.1 Сложность проектирования и разработчики- одиночки
- •3.4.2.2 Оценка времени проектирования
- •3.4.2.3 Использование новых технологий
- •3.4.4.1 Безопасность и перемены
- •3.4.4.6 Играй в защите
- •3.4.4.7 Сбор метрических данных
- •3.4.4.8 Что дает давление сверху
- •3.4.4.9 Сердитый начальник
- •3.4.4.10 Туманные спецификации
- •3.4.4.11 Конфликт
- •3.4.4.12 Кто такой катализатор проекта
- •3.4.4.13 Человеку свойственно ошибаться
- •3.4.4.14 О персонале
- •3.4.4.15 Проблемы социологии
- •3.4.4.16 О патологической политике (еще раз)
- •3.4.4.17 Злоба и скупость
- •3.4.4.18 Основы здравого смысла
- •4 Устройство современного контроллера на примере
- •4.1 Назначение стенда
- •4.2 Состав стенда
- •4.3 Разъемы стенда и назначение выводов
- •4.4 Обзор компонентов принципиальной электрической
- •4.4.3.1 Матричная клавиатура
- •4.4.3.2 Жидкокристаллический индикатор
- •4.4.3.3 Светодиодные индикаторы
- •4.4.3.4 Звукоизлучатель
- •4.4.3.5 Дискретные входы-выходы
- •4.4.10 Фильтрующие емкости
- •4.5 Микроконтроллер aDuC812
- •4.6 Расширитель портов ввода-вывода на базе плис
- •4.6.1 Регистр клавиатуры kb
- •4.6.2 Регистр шины данных жки data_ind
- •4.6.3 Регистр данных параллельного порта ext_lo
- •4.6.4 Регистр данных параллельного порта ext_hi
- •4.6.5 Регистр управления ena
- •4.6.6 Регистр управления жки c_ind
- •4.6.7 Регистр управления светодиодами sv
- •4.6.8 Логическая схема плис: доступ к периферийным устройствам
- •4.6.9 Жидкокристаллический индикатор
- •4.6.9.1 Историческая справка
- •4.6.9.2 Подключение жки
- •4.6.9.3 Контроллер жки
- •4.6.9.4 Память данных жки (ddram)
- •4.6.9.9 Таблица команд контроллера жки
- •4.6.9.10 Операции чтения и записи команд/данных
- •4.7 Внешняя память программ и данных
- •5 Инструментальные средства для работы со стендом
- •5.1 Программирование стенда sdk-1.1
- •5.2 Компилятор sdcc
- •5.2.10 Использование меток
- •5.2.11 Директива __naked
- •5.2.12 Формат Intel hex
- •5.3 Инструментальная система m3p
- •5.4 Утилита make
- •5.5 Система контроля версий
- •6 Примеры программирования стенда sdk-1.1
- •6.1 Приступаем к работе
- •6.2 Программирование светодиодных индикаторов
- •6.3 Программирование последовательного канала
- •6.4 Программирование таймера
- •6.5 Программирование жки
5.2.10 Использование меток
Внутри функции можно определять метки вида nnnn$, где n – число от 0 до
100. Метки, используемые в языке Си, не видны внутри ассемблерных вставок
и наоборот. Метки в ассемблерных вставках внутри разных функций также не
видны друг для друга.
foo() {
/* Некоторый код на Си */
_asm
; Некоторый ассемблерный код
ljmp 0003$
_endasm;
/* Еще код на Си */
clabel: /* Встроенный ассемблер не видит эту метку */
_asm
0003$: ; Эта метка доступна только из встроенного ассемблера
_endasm ;
/* Еще код на Си */
}
5.2.11 Директива __naked
Директива __naked позволяет исключить генерацию вводной части
функции. Предполагается, что за сохранение контекста отвечает программист.
volatile data unsigned char counter;
void simpleInterrupt(void) __interrupt (1)
{
counter++;
}
void nakedInterrupt(void) __interrupt (2) __naked
{
_asm
inc _counter ;Инкремент не меняет флагов, нет необходимости сохранять
;psw
reti; Неоходимо явно указывать reti
_endasm;
}
Без __naked получается такой код:
_simpleInterrupt:
push acc
push b
push dpl
push dph
push psw
mov psw,#0x00
inc _counter
pop psw
pop dph
229
pop
pop
pop
reti
dpl
b
acc
С __naked код выглядит так:
_nakedInterrupt:
inc _counter
reti
5.2.12 Формат Intel hex
Intel HEX – формат файла. Основным отличием этого формата от таких
монстров, как ELF и COFF является крайняя простота. Формат позволяет
хранить только образ памяти. Ни о каком перемещаемом коде и возможности
хранения объектных файлов в этом формате речи не идет.
В настоящий момент этот формат в основном используется при
программировании встроенных систем. Большинство компиляторов и линкеров
умеют выдавать загрузочный модуль в этом формате. Строки файла
представляют собой текстовые записи, в которых закодированы адреса
расположения, команды и данные в шестнадцатеричной системе счисления.
Изначально, HEX формат использовался для работы с перфоленточными
загрузчиками.
В
настоящее
время
HEX
формат
используют
для
программирования различных контроллеров и связи с программаторами ППЗУ.
Каждую строку в HEX файле называют записью. Она состоит из
следующих элементов:
Двоеточие (:).
Число байтов данных, содержащихся в этой записи. Занимает один байт
(две
шестнадцатеричных
цифры),
что
соответствует
0…255
в
десятичной системе.
Начальный адрес блока записываемых данных – 2 байта. Этот адрес
определяет абсолютное местоположение блока в EPROM.
Один байт, обозначающий тип записи.
o
o
o
o
0x00 – блок данных;
0x01 – конец файла;
0x02 – адрес сегмента (см. архитектуру процессора Intel x86);
0x03 – стартовый адрес сегмента (см. архитектуру процессора Intel
x86);
o 0x04 – старшая часть линейного (32-разрядного) адреса;
o 0x05 – стартовый адрес, старшая часть линейного (32-разрядного)
адреса.
Байты данных (их число указывается в поле 2).
230
Последний байт в записи является контрольной суммой. Если сумма
всех байтов в строке (без учёта переноса) равняется 00, строка считана
правильно.
Строка заканчивается стандартной парой CR/LF (0Dh 0Ah).
Файл всегда завершается командой 01, (получается запись вида
«:00000001FF»).
Пример HEX-файла:
:10010000214601360121470136007EFE09D2190140
:100110002146017EB7C20001FF5F16002148011988
:10012000194E79234623965778239EDA3F01B2CAA7
:100130003F0156702B5E712B722B732146013421C7
:00000001FF
Недостатки формата:
Ненадежный контрольный код (вероятность ошибки 1/256).
Нет суммарного контрольного кода для всего файла.
Получается большой файл при HEX кодировании, что отрицательно
сказывается на скорости передачи файлов в контроллер.