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  • 常见led控制驱动芯片寄存器设置资料:如 icn2038s,icn2053,mbi5151,mbi5152,mbi5153,mbi5169,mbi5170,mbi5224,mbi5324,,mbi6023等
  • CPU中常见寄存器及与内存的交互

    千次阅读 2020-04-20 22:27:40
    本篇博客关于指令集和PSW的内容参考至:https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/11141636.html,同时做下了寄存器与内存交互的总结。 指令集 对于每个CPU,其都有一套自己可以执行的专门的指令集(这部分指令由CPU...

    本篇博客关于指令集和PSW的内容参考至:https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/11141636.html,同时做下了寄存器与内存交互的总结。

    指令集

    对于每个CPU,其都有一套自己可以执行的专门的指令集(这部分指令由CPU提供)。

    正是因为不同CPU架构的指令集不同,使得X86处理器不能执行ARM程序,ARM程序也不能执行X86程序(Inter和AMD都使用x86指令集,手机绝大多数使用ARM指令集)。

    注意:指令集具有软硬件层次之分:硬件指令集是硬件层次上由CPU自身提供的可执行的指令集合。软件指令集是指语言程序库所提供的指令,只要安装了该语言的程序库,指令就可以执行。

    寄存器

    当程序要执行的部分被装载到内存中后,CPU要从内存中取出指令,然后指令解码(以便知道类型和操作数,简单的理解为:CPU要知道这是什么指令),然后执行该指令。再然后取下一个指令,重复以上操作。

    由于CPU访问内存已得到指令或数据的时间要比执行指令花费的时间多得多,因此在CPU内部提供了一些来保存关键变量、临时数据等信息的通用寄存器

    所以,CPU需要提供一些特定的指令,使得可以从内存中读取数据存入寄存器以及将寄存器数据存入内存。

    常见寄存器

    IP寄存器:用来指向当前执行指令的下一条指令(非Inter厂家将IP寄存器称为PC寄存器:即程序计数器),指令取出后,就会更新该寄存器指向下一条指令;

    CS寄存器:代码段寄存器,一般用于存放代码;

    通常CS和IP配合使用,用于处理下一条执行的代码。

    DS寄存器:数据段寄存器,一般用于存放数据;

    • 一段内存定义为一个段,用一个段地址指示段,用偏移地址访问段内的单元;
    • 用一个段存放数据,将它定义为“数据段”。用一段存放代码,将它定义为“代码段”,用一段当做栈,将它定义为“栈段”。
    • 对于数据段,将它的段地址放到DS中,用mov、add、sub等访问内存单元的指令时,CPU就将我们定义的数据段中的内容当做数据来访问。对于代码段,将它的段地址放在CS中,将段中第一条指令的偏移地址放在IP中,这样CPU就将执行我们定义的的代码段中的指令。
    • CPU将内存中的某段内容当做代码,是因为CS:IP指向哪里。

    存储寄存器

    MAR:保存将要被访问数据在内存中哪个地址,保存的是地址值

    MDR:保存从内存读取进来的数据或将要被写入内存的数据,保存的是数据值

    IR:保存当前正在执行的指令

    • 存储器地址寄存器(MAR)和存储器数据寄存器(MDR)是主存和CPU之间的接口。MAR可以接收由程序计数器(PC)的指令地址或来自运算器的操作数的地址,以确定要访问的单元。MDR是向主存写入数据或从主存读出数据的缓冲部件。MAR和MDR从功能上看属于主存,但通常放在CPU内。

    AC寄存器:累加寄存器,当运算器的算术逻辑单元(ALU)执行算术或逻辑运算时,为ALU提供一个工作区。累加寄存器暂时存放ALU运算的结果信息。

    • ALU:算数逻辑单元,CPU中的关键部件,用来实现指令所指定的各种算术和逻辑运算操作。
    • CU:控制器,负责将存储器中的数据送到ALU中去做运算,并将运算结果存回到存储器中

    如下示意图:
    在这里插入图片描述

    跟着上图,以取数相加指令为例:

    取指:首先指令地址在PC中,通过片内总线然后送到MAR寄存器中,MAR通过与内存管理器交互,将MAR指令下那条地址的指令取出来放到MDR寄存器中。接着送到IR寄存器(IR:存储当前指令);

    解码:将指令的操作码部分送给CU,由CU负责解码;

    执行指令:因为是取数相加指令, 首先进行取数操作,在CU帮助下, 将取数指令的地址码送到MAR中, 然后通过与内存控制器交互,从内存中取出该地址下的数据到MDR;由于需要进行逻辑运算,通过CU控制,将两个MDR寄存器(保存了来自内存的两个数据)中的值拷贝到ALU中,然后ALU进行加法操作(中间可能使用到AC寄存器),计算完毕后将结果拷贝到MDR寄存器,最后写入回内存。

    PSW

    补充说明一个重要的寄存器:PSW。

    在CPU中,有着PSW寄存器,表示程序状态字,这个寄存器中保存了一些控制位,比如CPU的优先级、CPU的工作模式(用户态、内核态)。

    在CPU进行进程切换的时候,需要将寄存器中和当前进程有关的状态数据写入内存对应的位置(内核中该进程的栈空间)保存起来,当切换回该进程时,需要从内存中拷贝回寄存器中。即上下文切换时,需要保护现场和恢复现场。

    内核态的CPU,可以执行指令集中的所有指令,并使用硬件的所有功能。

    用户态的CPU,只允许执行指令集中的部分指令。一般而言,IO相关和把内存保护相关的所有执行在用户态下都是被禁止的,此外其它一些特权指令也是被禁止的,比如用户态下不能将PSW的模式设置控制位设置成内核态。

    用户态CPU想要执行特权操作,需要发起系统调用来请求内核帮忙完成对应的操作。其实是在发起系统调用后,CPU会执行trap指令陷入(trap)到内核。当特权操作完成后,需要执行一个指令让CPU返回到用户态。

    除了系统调用会陷入内核,更多的是硬件会引起trap行为陷入内核,使得CPU控制权可以回到操作系统,以便操作系统去决定如何处理硬件异常。

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  • 几种常见寄存器作用

    千次阅读 2020-03-24 21:59:48
    EDX、EAX、ECX、EBX寄存器的作用 一般寄存器:AX、BX、CX、DX AX:累积暂存器,BX:基底暂存器,CX:计数暂存器,DX:资料暂存器 索引暂存器:SI、DI SI:来源索引暂存器,DI:目的索引暂存器 堆叠、基底暂存器:SP、BP SP:堆...

    EDX、EAX、ECX、EBX寄存器的作用
    一般寄存器:AX、BX、CX、DX

    AX:累积暂存器,BX:基底暂存器,CX:计数暂存器,DX:资料暂存器

    索引暂存器:SI、DI

    SI:来源索引暂存器,DI:目的索引暂存器

    堆叠、基底暂存器:SP、BP

    SP:堆叠指标暂存器,BP:基底指标暂存器

    EAX、ECX、EDX、EBX:為ax,bx,cx,dx的延伸,各為32位元

    ESI、EDI、ESP、EBP:為si,di,sp,bp的延伸,32位元

    eax, ebx, ecx, edx, esi, edi, ebp, esp等都是X86 汇编语言中CPU上的通用寄存器的名称,是32位的寄存器。如果用C语言来解释,可以把这些寄存器当作变量看待。

    比方说:add eax,-2 ; //可以认为是给变量eax加上-2这样的一个值。

    这些32位寄存器有多种用途,但每一个都有“专长”,有各自的特别之处。

    EAX 是"累加器"(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。

    EBX 是"基地址"(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址。

    ECX 是计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器。

    EDX 则总是被用来放整数除法产生的余数。

    ESI/EDI分别叫做"源/目标索引寄存器"(source/destination index),因为在很多字符串操作指令中, DS:ESI指向源串,而ES:EDI指向目标串.

    EBP是"基址指针"(BASE POINTER), 它最经常被用作高级语言函数调用的"框架指针"(frame pointer). 在破解的时候,经常可以看见一个标准的函数起始代码:

    push ebp ;保存当前ebp

    mov ebp,esp ;EBP设为当前堆栈指针

    sub esp, xxx ;预留xxx字节给函数临时变量.

    这样一来,EBP 构成了该函数的一个框架, 在EBP上方分别是原来的EBP, 返回地址和参数. EBP下方则是临时变量. 函数返回时作 mov esp,ebp/pop ebp/ret 即可.

    ESP 专门用作堆栈指针,被形象地称为栈顶指针,堆栈的顶部是地址小的区域,压入堆栈的数据越多,ESP也就越来越小。在32位平台上,ESP每次减少4字节。

    386部分寄存器:

    状态和控制寄存器组除了EFLAGS、EIP ,还有四个32位的控制寄存器,它们是CR0,CR1,CR2和CR3。

    这几个寄存器中保存全局性和任务无关的机器状态。

    CR0中包含了6个预定义标志,0位是保护允许位PE(Protedted Enable),用于启动保护模式,如果PE位置1,则保护模式启动,如果PE=0,则在实模式下运行。1位是监控协处理位MP(Moniter coprocessor),它与第3位一起决定:当TS=1时操作码WAIT是否产生一个“协处理器不能使用”的出错信号。第3位是任务转换位(Task Switch),当一个任务转换完成之后,自动将它置1。随着TS=1,就不能使用协处理器。CR0的第2位是模拟协处理器位 EM (Emulate coprocessor),如果EM=1,则不能使用协处理器,如果EM=0,则允许使用协处理器。第4位是微处理器的扩展类型位ET(Processor
    Extension Type),其内保存着处理器扩展类型的信息,如果ET=0,则标识系统使用的是287协处理器,如果 ET=1,则表示系统使用的是387浮点协处理器。CR0的第31位是分页允许位(Paging Enable),它表示芯片上的分页部件是否允许工作。

    CR1是未定义的控制寄存器,供将来的处理器使用。

    CR2是页故障线性地址寄存器,保存最后一次出现页故障的全32位线性地址。

    CR3是页目录基址寄存器,保存页目录表的物理地址,页目录表总是放在以4K字节为单位的存储器边界上,因此,它的地址的低12位总为0,不起作用,即使写上内容,也不会被理会。

    这几个寄存器是与分页机制密切相关的,因此,在进程管理及虚拟内存管理中会涉及到这几个寄存器,读者要记住CR0、CR2及CR3这三个寄存器的内容。

    esp:寄存器存放当前线程的栈顶指针

    ebp:寄存器存放当前线程的栈底指针
    eip:寄存器存放下一个CPU指令存放的内存地址,当CPU执行完当前的指令后,从EIP寄存器中读取下一条指令的内存地址,然后继续执行。

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  • DMA基本概念与常见寄存器设置

    千次阅读 2020-12-13 22:14:32
    什么是DMA?   DMA(Direct Memory Access)即直接存储访问,DMA传输方式无需CPU直接控制传输,通过硬件为RAM、I/O...(如stm32、2440等芯片)   2. 每个通道对应以下四种模式:                 

    什么是DMA?

      DMA(Direct Memory Access)即直接存储访问,DMA传输方式无需CPU直接控制传输,通过硬件为RAM、I/O设备开辟一条直接传输数据的通路,能使CPU的效率大为提高。每一种体系结构DMA传输不同,编程接口也不同。



    DMA的触发方式

      1. 每块拥有DMA功能的芯片基本可以通过特定的通道来触发DMA。每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对存储器访问的请求。(如stm32、2440等芯片)

      2. 每个通道对应四种传输模式:
                    内存 —> 内存、内存 —> 外设、外设 —> 内存、外设 —> 外设

      3. 数据传输有两种方式触发:一种软件请求(手动)数据,另一种由硬件异步(自动)传输。

    在第一种情况下,调用的步骤可以概括如下(以read为例):

    1. 在进程调用 read 时,驱动程序的方法分配一个 DMA 缓冲区,随后指示硬件传送它的数据。进程进入睡眠。
    2. 硬件将数据写入 DMA 缓冲区并在完成时产生一个中断。
    3. 中断处理程序获得输入数据,应答中断,最后唤醒进程,该进程现在可以读取数据了。

    第二种情形是在 DMA 被异步使用时发生的。以数据采集设备为例:

    1. 硬件发出中断来通知新的数据已经到达。
    2. 中断处理程序分配一个DMA缓冲区。
    3. 外围设备将数据写入缓冲区,然后在完成时发出另一个中断。
    4. 处理程序利用DMA分发新的数据,唤醒任何相关进程。

      网卡传输也是如此,网卡有一个循环缓冲区(通常叫做 DMA 环形缓冲区)建立在与处理器共享的内存中。每一个输入数据包被放置在环形缓冲区中下一个可用缓冲区,并且发出中断。然后驱动程序将网络数据包传给内核的其它部分处理,并在环形缓冲区中放置一个新的 DMA 缓冲区。驱动程序在初始化时分配DMA缓冲区,并使用它们直到停止运行。



    DMA控制器中的寄存器常用参数配置

      1. DMA控制寄存器 【DCON0】
      2. DMA源地址寄存器 【DISR0】
      3. DMA源控制寄存器 【DISRCC0】
      4. DMA目标地址寄存器 【DIDST0】
      5. DMA目标控制寄存器 【DIDSTC0】
      6. DMA状态寄存器 【DSTAT0】
      7. DMA触发屏蔽寄存器 【DMASKTRIG0】


      以上寄存器包含对DMA的方向、DMA地址、总线宽度、DMA突发长度等等的配置



    DMA与中断的区别

    1. 中断方式是在数据缓冲寄存器满之后发出中断,要求CPU进行中断处理,而DMA方式则是在所要求传送的数据块全部传送结束时要求CPU 进行中断处理。这就大大减少了CPU进行中断处理的次数。【中断次数增多导致数据丢失】
    2. 中断方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成的,而DMA方式则是在DMA控制器的控制下,不经过CPU控制完成的。这就排除了 CPU因并行设备过多而来不及处理以及因速度不匹配而造成数据丢失等现象。


    参考文章:

    STM32 DMA配置和使用如此简单



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  • 上电后,控制器件或主控器把存储在外部存储器中的数据送入FPGA器件内,配置完成之后将对器件I/O和寄存器进行初始化。初始化完成后,进入用户模式,开始正常工作。  一旦设计者选定了FPGA系统的配置
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  • 今日在暴啃芯片手册!其中最令人头疼的就是成百上千的寄存器英文缩写。 在实际学习过程中会发现,很多寄存器会加上三个四个甚至更多的英文缩写字母作为后缀,而其很多时候百度并不一定能查询到全拼!这使得我们在...

    今日在暴啃芯片手册!其中最令人头疼的就是成百上千的寄存器英文缩写

    在实际学习过程中会发现,很多寄存器会加上三个四个甚至更多的英文缩写字母作为后缀,而其很多时候百度并不一定能查询到全拼!这使得我们在学习过程中对于寄存器的“真名”不得而知,也就一定程度上阻碍了对于寄存器真正用途的理解

    今日突然发现一些寄存器缩写命名规律,前来记录并与大家分享!





    1. 最常见的缩写方式

    如下表:

    英文 ( 缩写 )描述
    read/ write( rw )软件能读写此位
    read-only ( r )软件只能读此位
    write-only ( w )软件只能写此位,读将返回复位值
    read/clear ( rc_w1 )软件可以读此位,也可以通过写’1’清除此位,写’0’对此位无影响
    read / clear ( rc_w0 )软件可以读此位,也可以通过写’0’清除此位,写’1’对此位无影响
    read / clear by read ( rc_r )软件可以读此位;读此位将自动地清除它为’0’,写’0’对此位无影响
    read / set ( rs )软件可以读也可以设置此位,写’0’对此位无影响
    read-only write trigger ( rt_w )软件可以读此位;写’0’或’1’触发一个事件但对此位数值没有影响
    toggle ( t )软件只能通过写’1’来翻转此位,写’0’对此位无影响
    Reserved ( Res. )保留位,必须保持默认值不变

    以上内容可在STM32数据手册内查到




    2. 首字母直接缩写

    这种缩写方式适用于寄存器作用名称有多个单词描述的情况,例如:

    英文缩写描述
    MMS主模式选择 (Master Mode Selection)
    CCDS捕获/比较的DMA选择 (Capture/Compare DMA Selection)
    CCUS捕获/比较控制更新选择 (Capture/Compare Control Update Selection)
    CCPCCCPC:捕获/比较预装载控制位 (Capture/Compare Preloaded Control)



    联想到芯片手册产自国外,原版多是利用英语编写,而英语这样一种拼音文字,歪果仁对音律颇为敏感,因此我产生了一探究竟的想法,有以下发现:


    3. 辅音缩写方式

    我的音标可以说是从小学过整整三遍。。。一年级、三年级、初一,在此为大家拓展一些音标的基础知识:

    音标

    其中辅音又可分为:

    • 爆破音:[p],[b],[t],[d],[k],[g]

    • 摩擦音:[f],[s],[ʃ] ,[θ] ,[h],[v],[z],[ʒ],[ð],[r]

    • 破擦音:[tʃ],[tr],[ts],[dʒ],[dr],[dz]

    • 鼻音: [m],[n],[ŋ]

    • 舌侧音:[l]

    • 半元音:[w],[j]

    在寄存器的后缀缩写中常常出现提取英文单词辅音字母作为缩写的情况!!!

    分为以下三类:

    A. 辅音字母正好有三个

    例1: source - SRC

    source音标 [sɔːrs]

    摩擦音 [s] 和 [r]

    对应字母S和RC

    正好三个字母,直接提出缩写为SRC

    例2: config register - CFGR

    config音标 [kənˈfɪg]

    爆破音 [k],[g]

    摩擦音 [f]

    对应字母CFG

    正好三个字母,直接提出缩写为CFG

    加上寄存器Register的首字母,为CFGR


    例3: Packet count - PKTCNT

    packet音标 [ˈpækɪt]

    爆破音 [p],[k],[t]

    正好三个字母,直接提出为PKT

    count音标 [kaʊnt]

    爆破音 [k],[t]

    鼻音 [n]

    对应字母CNT,直接提出

    最终合成缩写PKTCNT




    B. 辅音字母小于三个

    这种情况下,一般会拖拽一个跟辅音字母紧邻的、共同影响音节的元音字母上来,凑成三个字母的缩写

    例1: ready - RDY

    ready音标 [ˈredi]

    辅音 [r],[d],取RD,不足三个字母

    dy构成第二个音节,取Y过来

    RDY构成三个字母的缩写


    例2: wide bus mode enable - WIDBUS

    wide音标 [waɪd]

    辅音[w],[d]

    取与辅音相邻的元音字母 i 构成三个音节WID

    构成缩写WIDBUS




    C. 辅音字母大于三个

    这种情况下通常会直接选单词的前三个字母来作为缩写

    例1: command argument - CMDARG

    argument 辅音较多,选取前三个字母ARG


    例2: multiplication - MUL

    multiplication 音标 [ˌmʌltɪplɪˈkeɪʃn]

    选取前三个字母MUL




    补充:英文缩写的一种特殊习惯-X

    例如TX和RX的X是什么意思?答案就是没有意思!

    It’s doesn’t stand for anything.


    The X is used to pad out acronyms to make them more acceptable.Los Angeles International Airport uses the code LAXIn theatre, anything lighting related gets called LX (e.g. PVC electrical tape gets called LX tape).Ethernet at Gigabit speeds, using single mode fibre uses the 1000Base-LX standard (the “L” stands for Long Reach)


    For some reason humans don’t seem to like single letter acronyms, so we pad them out to two letters.


    There are some X acronyms, where the X does mean something: FX (special eFeCTs), MX (Mailbox Exchange), RX (RallyCross), etc




    读一方著作,品一语文化,芯片手册亦不例外。

    未能大面积筛选示例,仅取个别分析,但相信一定存在这方面的原因在里面,如有异议或者意见,请及时与我交流!

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空空如也

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常见的寄存器芯片