ARM pro začátečníky

Rozšíření mikroprocesorů s jádrem ARM si zaslouží, aby s nimi byla seznámena odborná veřejnost, neboť dosud zveřejněné články v časopisech ani zčásti nepokrývají potřeby konstruktérů, zejména těch začínajících. Kniha -ARM pro začátečníky- ukazuje vše kolem procesorů ARM, abyste si udělali celkovou představu co vás vše čeká, pořídili si nějaký ten vývojový kit, mohli se vrhnout do programování a vývoje vlastních aplikací. Kniha -ARM pro začátečníky- seznamuje čtenáře s architekturou ARM, jejím instrukčním souborem a poté i s příklady konkrétních jednočipových počítačů s procesory s jádrem ARM7 vyráběnými firmami NXP Semiconductor (Philips) a ATMEL. S jejich architekturou, programátorskými modely i se zapojeními s těmito počítači. Ukazuje i tvorbu programů pomocí vývojových prostředí µVision3 firmy Keil Software, Mcbuilderu či Eclipse nebo LabView. * * * * * Po stručném úvodu následuje teoreticky zaměřená kapitola Architektura CPU s jádrem ARM. Seznamuje čtenáře s architekturou ARM, zejména z hlediska uživatele - programátora. Po uvedení principiálního zapojení jádra ARM jsou popsány operační módy (režimy), registry a je zde popsána tzv. load/store architektura, použitá právě v ARM procesorech. Následuje popis formátu instrukcí ARM a dále upřesnění pro jednotlivé skupiny instrukcí - aritmetické, logické, přesunu a dále je popsán válcový posouvač (Barrel Shifter) a instrukce, v nichž se uplatňuje. Dále je popsána práce s pamětí, blokový přenos dat apod. Následuje stručný popis přerušení a informace o tzv. thumb instrukcích. Kapitola je zakončena informací o některých jednočipových mikropočítačích s procesory s jádrem ARM. Třetí kapitola obsahuje ukázky práce s LPC2000 NXP Semiconductors (Philips). Nejprve je popsána architektura obvodů řady LPC2000 a poté je čtenář seznámen s zapojením a konstrukcí modulů s obvody z této řady. Prvním z nich je modul DIL2106 výrobce MCT Paul -amp; Scherer Mikrocomputertechnik GmbH, dále s TinyARM LPC-H2106 firmy Olimex a s modulem MiniARM českého autora Milana Kostomlatského. Poté se čtenář stručně seznámí s vytvářením programu pro LPC2000 v jazyce C v prostředí µVision3 firmy Keil Software a následném umístění takto vytvořeného kódu ARM v paměti flash pomocí LPC210x FLASH ISP Utility i novější utility Flash Magic. Čtvrtá kapitola pak představuje práci s obvody ATMEL řady AT91SAM. I zde se nejprve seznámíme s architekturou těchto obvodů, a potom s konkrétními moduly s ARM od firmy ATMEL. Jde o moduly berlínské firmy Taskit Rechnertechnik GmbH SAMDIP-7S a SAMDIP-7X , poté s moduly SAM7-H64 a SAM7-H256 firmy Olimex a s modulem Make Controller Kitu popsaným v časopise pro hobby konstrukce Make, který je výsledkem open source a open hardware projektů. Práci s tímto modulem je poté věnována značná část kapitoly. Je předvedeno vytváření sw pro tento modul pomocí Mchelperu a Mcbuilderu, které jsou výsledkem již zmíněných projektů, a dále sw pro PC spolupracujícího s tímto modulem. Tvorba tohoto sw v prostředí MS VS2008 je rovněž obsahem této kapitoly, stejně jako stručné předvedení tvorby sw v prostředí LabView. Kapitola je zakončena popisem modulu AT91SAM7S256-KIT české firmy Kramara, s jeho zapojením, konstrukčním provedením (z něhož je zřejmé nejen rozložení součástí, ale i obrazec spojů) a dvěma jednoduchými příklady. Vzhledem k příznivé ceně modulu se však nevyplácí jeho amatérská konstrukce a je lepší se věnovat jeho programování. I to je zde předvedeno a to s free prostředím Eclipse, které lze ovšem použít u všech modulů s ARM. Navíc je předvedena také instalace a nastavení tohoto prostředí. V Dodatku 1 je uveden podrobný popis instrukcí ARM a v Dodatku 2 pak práce s JTAG založeným na obvodu obvodem FT2232 a kompatibilní s OpenOCD, instalace a nastavení sw zabezpečení a jeho začlenění do prostředí Eclipse. Pár slov o ARM Odpovězme si na otázku: Proč právě procesory ARM? Protože jsou cenově srovnatelné s 8bitovými mikrořadiči a přitom jsou mnohem výkonnější. Tím pádem se hodí také pro amatérské konstrukce. Proto se jim věnuje tato kniha o ARM. Ve wikipedii je jako rok vzniku populárního jádra ARM uveden rok 1995. Procesory s tímto jádrem i jádra ARM dalších verzí najdeme v PDA, mobilních telefonech, MP3 přehrávačích, robotech a spoustě dalších aplikací s výkonnými 32bitovými RISCovými procesory. K dispozici jsou vývojové nástroje pro ARM, aplikační listy, literatura. Bohužel v češtině, až na několik článků, nenajdeme nic. Zkušeným profesionálním vývojářům to však nevadí. Podíváme-li se na konstrukce amatérské, publikované v AR, najdeme v nich většinou 8bitové mikrokontroléry. Především x51, PIC Microchip, ATMEL AVR či Frescale HC07. Tedy ty, jimž se věnovaly publikace dosud vydané nakladatelstvím BEN - technická literatura. Stručný obsah 1. Úvod 2. Architektura CPU s jádrem ARM 3. Ukázky práce s LPC2000 NXP Semiconductors (Philips) 4. Ukázky práce s AT91SAM ATMEL 5. Závěr, Dodatky (instrukční soubor ARM, práce s JTAG, ...)