Introducción al microprocesador i386ex

1. Introducción al microprocesador i386ex Un procesador que incluye dispositivos en su mismo chip José María Foces Morán, 2006

2. i386ex: Un microprocesador empotrado • Pertenece a la familia x86 de intel • Arquitectura CISC • Sólo 8 registros de propósito general: • AX BX CX DXSI DI SP BP • Ancho de 8, 16 y 32 bits • Memoria segmentada: • Segmentos de 64 Kbytes de tamaño • 6 registros de segmento: CS (CODE), DS (DATA), SS (STACK). 16 bits • Dirección final de memoria = Reg Seg x 16 + Offset • El offset es el modo de direccionamiento = R base + R indice + Desplazamiento

3. ¿Empotrado? En inglés embedded • Embedded system según www.wikipedia.org: An embedded system is a special-purpose computer controlled electo-mechanical system in which the computer is completely encapsulated by the device it controls. An embedded system has specific requirements and performs pre-defined tasks, unlike a general-purpose personal computer. An embedded system is a computer-controlled system. The core of any embedded system is a microprocessor, programmed to perform a few tasks (often just one task). This is to be compared to other computer systems with general purpose hardware and externally loaded software. Embedded systems are often designed for mass production.

4. El microprocesador i386ex se emplea en el diseño de sistemas empotrados • Además de su núcleo (core) computacional contiene • Dispositivos usados en sistemas empotrados: • Temporizadores • Contadores • Controlador de interrupciones • Acceso directo a memoria • Líneas de salida digital de uso general • Arquitectura de 32 bits compatible con el PC • Modo de bajo consumo • Medidas de seguridad anti-cuelgues del bus

5. Bloques funcionales • SIO: Serial input output • ICU: Interrupt controller unit • DMA: Direct memory access

6. El núcleo computacional i386sx : funcionamiento.

7. El núcleo computacional i386sx : estructura.

8. Introducción al bus del µP i386ex El canal de comunicación del µP con la memoria y los periféricos. José María Foces Morán, 2006

9. Buses de datos y de direcciones • El bus de datos es de 16 bits de ancho, una word. • Contiene siempre la dirección de la word que el procesador necesita leer o escribir.

10. Buses de datos y de direcciones • El bus de datos es de 16 bits de ancho, una word. • Contiene siempre la dirección de la word que el procesador necesita leer o escribir.

11. El bus de datos: ruta baja y ruta alta.

12. Usando sólo la ruta alta: #bhe

13. Checkpoint!

14. Un bus síncrono

15. La señal reset

16. #ads: Comienzo de un nuevo ciclo de bus

17. Checkpoint!

18. Terminación de un ciclo de bus: #ready

19. ¿Qué tipos de ciclos de bus existen?

20. Little-endian

21. Cómo se direcciona la memoria y los periféricos

22. La memoria vista por el programador: Un array de bytes.

23. La memoria vista por el i386ex: Un array de words (16 bits)

25. Redes de intercambio de bytes. • Transferir el byte bajo de una word a la parte alta del registro de destino, o al revés: • Hay que utilizar una red de intercambio. • El 386ex, ya la tiene. • En otros procesadores, habrá de ser provista por el diseñador.

26. Ejemplo:

27. Lectura de una word: Visión lógica.

28. Lectura de una word: Visión real.

29. Lectura de una word no alineada • Dirección inicial de la word = 5 • Tamaño de una word = 2 • 5 mod 2 = 1 ≠ 0, está desalineada, por tanto, la word lógica está en dos words físicas seguidas

30. Lectura de una word desalineada: Primer ciclo.

31. Lectura de una word desalineada: segundo ciclo.

32. Lectura de una dword desalineada. • Dirección inicial de la dword = 5 • Tamaño de una dword = 4 • 5 mod 1 = 1 ≠ 0, está desalineada, por tanto, la dwordlógica está en tres words físicas seguidas

33. Lectura dedworddesalineada:Ciclo 1 (byte). mov eax, [5]

34. Lectura dedworddesalineada:Ciclo 2 (word) mov eax, [5]

35. Lectura dedworddesalineada:Ciclo 3 (byte) mov eax, [5]

36. Temporización de los tres ciclos seguidos.