arquitetura arm - raspberry pi

ARQUITETURA ARMRASPBERRY PI

ESTEVAM CHEN | JULIANE SILVA | LEANDRO MOREIRA| PATRICK LIMA | RODRIGO MADURO

ARQUITETURA ARM

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• Inicialmente conhecido como Acorn RISC Machine.• Posteriormente, como Advanced RISC Machine.

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Utiliza padrão RISC: menos transistores que processadores CISC • Custos, liberação de calor e consumo de energia reduzidos.• Bom para dispositivos portáteis (Ex.: smartphones, laptops e

outros dispositivos embarcados).

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Características:• Tamanho reduzido;• Baixo custo;• Baixo consumo de energia;• Tecnologias de suporte a SoC’s (System on a Chip);• Permite desenvolvimento de sistemas como Raspberry Pi.

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• “PC do tamanho de um cartão de crédito”.• Todo hardware integrado.• Fins educacionais.• Custo baixo: 5 US$ – 35 US$.

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Tem basicamente 2 versões:• Modelo A: sem rede, mais barato, menos poderoso;• Modelo B: com placa de rede, mais poderoso e com mais

portas USB, porém consome mais e é mais caro.

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• Operação aritmética • Operação lógica

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CONJUNTO DE INSTRUÇÕESINSTRUÇÕES DE PROCESSAMENTO DE DADOS

• Operação de comparação • Movimentação de registradores

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CONJUNTO DE INSTRUÇÕESINSTRUÇÕES DE PROCESSAMENTO DE DADOS

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Instruções simples de Load e Store

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CONJUNTO DE INSTRUÇÕESINSTRUÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE DADOS

CONJUNTO DE INSTRUÇÕESINSTRUÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE DADOS

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Instruções múltiplos Load e Store• Transmite uma maior quantidade de dados através de um único

comando.

Instruções de swap de registradores simples• Permite a troca de registradores incrementando ou

decrementando.

MODOS DE ENDEREÇAMENTO

Os principais modos de endereçamento de um processador ARM são:

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• Imediato;• Registrador;• Deslocamento;• Indireto, de registrador base +

deslocamento;• Pré-indexado;• Pós-indexado. ARQUITETURA ARM -

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MODO DE ENDEREÇAMENTOIMEDIATO

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MODO DE ENDEREÇAMENTOREGISTRADOR

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MODO DE ENDEREÇAMENTOINDIRETO POR REGISTRADOR

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MODO DE ENDEREÇAMENTODESLOCAMENTO IMEDIATO NA INSTRUÇÃO

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MODO DE ENDEREÇAMENTODESLOCAMENTO POR OUTRO REGISTRADOR

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MODO DE ENDEREÇAMENTOINDIRETO ATRAVÉS DE

REGISTRADOR BASE + DESLOCAMENTO

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MODO DE ENDEREÇAMENTOPRÉ-INDEXADO

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MODO DE ENDEREÇAMENTOPÓS-INDEXADO

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ENTRADA E SAÍDA

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• Capacidade importante dos sistemas computacionais.•Dispositivos chamados periféricos.• Como ligar tais dispositivos ao sistema?• Módulo de I/O

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ENTRADA E SAÍDAMÓDULOS DE I/O

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Como acessar os dispositivos conectados ao sistema?• I/O isolado;• I/O mapeado em memória.

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ENTRADA E SAÍDAEVENTOS DE I/O

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Como requisitar serviços de I/O e receber dados dos periféricos de maneira eficaz?• Polling;• I/O dirigida a interrupções: endereço fixo, vetorizada.

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ENTRADA E SAÍDAPERIFÉRICOS DO RASPBERRY PI

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DMA• Acesso direto à MP para

movi-mentar dados;• Usado para transferir

blocos de memórias e dar suporte a periféricos mais simples.

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General Purpose Input/Output (GPIO)• Pinos para entrada e saída de propósito genérico;

• Entrada: 3,3V | Saída: 0 ou 3.3V.

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Broadcom Serial Controller (BSC)• Controlador serial proprietário;• Incorpora o protocolo I2C da Philips;• Alcança velocidade de até 400Kb/s.

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Controlador de Mídias Massivas Externas• Interface para cartões SD™ e MultiMedia™;• Compilado de padrões;• Acessado através da GPIO.

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PCM/ I2S Audio• Entrada e saída de áudio;• Incorpora buffers e serializadores;• Opera em modo: polling, dirigido a interrupção, usando DMA.

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SPI• Implementação da especificação de Interface Periférica

Serial (Serial Peripheral Interface);• Implementa protocolos de transferência de dados seriais.

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UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter• Implementação do ARM;• Realiza conversões serial-paralelo e paralelo-serial.

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ENTRADA E SAÍDAPERIFÉRICOS DO RASPBERRY PI

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Também fornece conexões:• USB;• HDMI.

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PROGRAMAÇÃOASSEMBLY ARM

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Soma e multiplicação de 2 númerosEditor ARM.js | Simulador ARMv5 -

ARMSim 1.9.1

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Os processadores x86 são usados em PCs, notebooks. Os ARM são usados em praticamente todo o resto (de roteadores a

vídeo-games).

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APLICAÇÕES ARMCELULARES, TABLETS

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+90% de todos os smartphones e tablets do mundo utilizam ARM.

APLICAÇÕES ARMSOCS (SYSTEM ON A CHIP)

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A arquitetura ARM é licenciada e os chips são produzidos por diversos fabricantes.

SoC = sistema em um chip (com processador + memória + placa de vídeo).

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Cortex-AAlta performance

Dispositivos móveis (tablets e smartphones), TV digital

Cortex-RResposta em tempo realControladoras de HDs,

roteadores

Cortex-MDispositivos embarcados

Microcontroladores

SecurCoreDispositivos embarcados com segurança

elevadaChips de cartões de crédito

APLICAÇÕESRASPBERRY PI

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É um microcomputador completo.Objetivo: promover o ensino de computação nas escolas.

APLICAÇÕES ARMRASPBERRY PI

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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• Conjunto de instruções e modos de endereçamento. Disponível em: http://www.inf.ufrgs.br/~dsmmatos/aula_4.pdf• Assembly Progressivo. Disponível em:

http://www.assemblyprogressivo.net/• Processors ARM. Disponível em: http://www.arm.com/products/processors/• Raspberry Pi. Disponível em: http://

www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2014/11/como-funciona-o-raspberry-pi-entenda-tecnologia-e-sua-aplicabilidade.html

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