Arquitetura ARM - Raspberry Pi

ARQUITETURA ARM
RASPBERRY 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.
ARQUITETURA ARM - RASPBERRY PI

ARQUITETURA ARM
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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).

ARQUITETURA ARM
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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.

ARQUITETURA ARM
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$.

ARQUITETURA ARM
RASPBERRY PI
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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.

• Operação aritmética • Operação lógica
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CONJUNTO DE INSTRUÇÕES
INSTRUÇÕES DE PROCESSAMENTO DE DADOS

• Operação de comparação • Movimentação de registradores
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INSTRUÇÕES DE PROCESSAMENTO DE DADOS

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Instruções simples de Load e Store
INSTRUÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE DADOS

INSTRUÇÕES 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.

MODO DE ENDEREÇAMENTO
IMEDIATO
12ARQUITETURA ARM - RASPBERRY PI

REGISTRADOR

INDIRETO POR REGISTRADOR

DESLOCAMENTO IMEDIATO NA INSTRUÇÃO

DESLOCAMENTO POR OUTRO REGISTRADOR

INDIRETO ATRAVÉS DE
REGISTRADOR BASE + DESLOCAMENTO

PRÉ-INDEXADO

PÓS-INDEXADO

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

ENTRADA E SAÍDA
MÓDULOS DE I/O
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Como acessar os dispositivos conectados ao sistema?
• I/O isolado;
• I/O mapeado em memória.

ENTRADA E SAÍDA
EVENTOS 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.

ENTRADA E SAÍDA
PERIFÉRICOS 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.

ENTRADA E SAÍDA
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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.

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

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

ENTRADA E SAÍDA
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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.

ENTRADA E SAÍDA
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SPI
• Implementação da especificação de Interface Periférica Serial (Serial
Peripheral Interface);
• Implementa protocolos de transferência de dados seriais.

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

ENTRADA E SAÍDA
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Também fornece conexões:
• USB;
• HDMI.

PROGRAMAÇÃO
ASSEMBLY ARM
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Soma e multiplicação de 2 números
Editor ARM.js | Simulador ARMv5 - ARMSim 1.9.1

Os processadores x86 são usados em PCs, notebooks. Os ARM são usados
em praticamente todo o resto (de roteadores a vídeo-games).
APLICAÇÕES ARM

APLICAÇÕES ARM
CELULARES, TABLETS
+90% de todos os smartphones e tablets do mundo utilizam ARM.

APLICAÇÕES ARM
SOCS (SYSTEM ON A CHIP)
A arquitetura ARM é licenciada e os chips são produzidos por diversos fabricantes.
SoC = sistema em um chip (com processador + memória + placa de vídeo).

APLICAÇÕES ARM
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Cortex-A
Alta performance
Dispositivos móveis (tablets e
smartphones), TV digital
Cortex-R
Resposta em tempo real
Controladoras de HDs, roteadores
Cortex-M
Dispositivos embarcados
Microcontroladores
SecurCore
Dispositivos embarcados com segurança elevada
Chips de cartões de crédito

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

APLICAÇÕES ARM
RASPBERRY PI

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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