九.輸入/輸出保護為了支持多任務,80386不僅要有效地實現任務隔離,而且還要有效地控制各任務的輸入/輸出,避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護80386采用I/O特權級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出,實現輸入/輸出保護。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權級(I/O Privilege Level)規定了可以執行所有與I/O相關的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權級。IOPL的值在如下圖所示的標志寄存器中。 標 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O許可位圖規定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權級執行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務狀態段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護方式下的執行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數據 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 INS 從I/O地址讀出字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUT 向I/O地址寫數據 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱為I/O敏感指令,由于這些指令與I/O有關,并且只有在滿足所列條件時才可以執行,所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見,當前特權級不在I/O特權級外層時,可以正常執行所列的全部I/O敏感指令;當特權級在I/O特權級外層時,執行CLI和STI指令將引起通用保護異常,而其它四條指令是否能夠被執行要根據訪問的I/O地址及I/O許可位圖情況而定(在下面論述),如果條件不滿足而執行,那么將引起出錯碼為0的通用保護異常。 由于每個任務使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS,所以每個任務可以有不同的IOPL,并且可以定義不同的I/O許可位圖。注意,這些I/O敏感指令在實模式下總是可執行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執行是很不方便的,不能滿足實際要求需要。因為這樣做會使得在特權級3執行的應用程序要么可訪問所有I/O地址,要么不可訪問所有I/O地址。實際需要與此剛好相反,只允許任務甲的應用程序訪問部分I/O地址,只允許任務乙的應用程序訪問另一部分I/O地址,以避免任務甲和任務乙在訪問I/O地址時發生沖突,從而避免任務甲和任務乙使用使用獨享設備時發生沖突。 因此,在IOPL的基礎上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進制位串組成。位串中的每一位依次對應一個I/O地址,位串的第0位對應I/O地址0,位串的第n位對應I/O地址n。如果位串中的第位為0,那么對應的I/O地址m可以由在任何特權級執行的程序訪問;否則對應的I/O地址m只能由在IOPL特權級或更內層特權級執行的程序訪問。如果在I/O外層特權級執行的程序訪問位串中位值為1的位所對應的I/O地址,那么將引起通用保護異常。 I/O地址空間按字節進行編址。一條I/O指令最多可涉及四個I/O地址。在需要根據I/O位圖決定是否可訪問I/O地址的情況下,當一條I/O指令涉及多個I/O地址時,只有這多個I/O地址所對應的I/O許可位圖中的位都為0時,該I/O指令才能被正常執行,如果對應位中任一位為1,就會引起通用保護異常。 80386支持的I/O地址空間大小是64K,所以構成I/O許可位圖的二進制位串最大長度是64K個位,即位圖的有效部分最大為8K字節。一個任務實際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠小于這個數目。 當前任務使用的I/O許可位圖存儲在當前任務TSS中低端的64K字節內。I/O許可位圖總以字節為單位存儲,所以位串所含的位數總被認為是8的倍數。從前文中所述的TSS格式可見,TSS內偏移66H的字確定I/O許可位圖的開始偏移。由于I/O許可位圖最長可達8K字節,所以開始偏移應小于56K,但必須大于等于104,因為TSS中前104字節為TSS的固定格式,用于保存任務的狀態。 1.I/O訪問許可檢查細節保護模式下處理器在執行I/O指令時進行許可檢查的細節如下所示。 (1)若CPL<=IOPL,則直接轉步驟(8);(2)取得I/O位圖開始偏移;(3)計算I/O地址對應位所在字節在I/O許可位圖內的偏移;(4)計算位偏移以形成屏蔽碼值,即計算I/O地址對應位在字節中的第幾位;(5)把字節偏移加上位圖開始偏移,再加1,所得值與TSS界限比較,若越界,則產生出錯碼為0的通用保護故障;(6)若不越界,則從位圖中讀對應字節及下一個字節;(7)把讀出的兩個字節與屏蔽碼進行與運算,若結果不為0表示檢查未通過,則產生出錯碼為0的通用保護故障;(8)進行I/O訪問。設某一任務的TSS段如下: TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;對應I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對應I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對應I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位圖結束字節TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設IOPL=1,CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執行,有些會引起通用保護異常: in al,21h ;(1)正常執行 in al,47h ;(2)引起異常 out 20h,al ;(3)正常實行 out 4eh,al ;(4)引起異常 in al,20h ;(5)正常執行 out 20h,eax ;(6)正常執行 out 4ch,ax ;(7)引起異常 in ax,46h ;(8)引起異常 in eax,42h ;(9)正常執行 由上述I/O許可檢查的細節可見,不論是否必要,當進行許可位檢查時,80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個字節。目的是為了盡快地執行I/O許可檢查。一方面,常常要讀取I/O許可位圖的兩個字節。例如,上面的第(8)條指令要對I/O位圖中的兩個位進行檢查,其低位是某個字節的最高位,高位是下一個字節的最低位。可見即使只要檢查兩個位,也可能需要讀取兩個字節。另一方面,最多檢查四個連續的位,即最多也只需讀取兩個字節。所以每次要讀取兩個字節。這也是在判別是否越界時再加1的原因。為此,為了避免在讀取I/O許可位圖的最高字節時產生越界,必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節,即0FFH。此全1的字節應填加在最后一個位圖字節之后,TSS界限范圍之前,即讓填加的全1字節在TSS界限之內。 I/O許可位圖開始偏移加8K所得的值與TSS界限值二者中較小的值決定I/O許可位圖的末端。當TSS的界限大于I/O許可位圖開始偏移加8K時,I/O許可位圖的有效部分就有8K字節,I/O許可檢查全部根據全部根據該位圖進行。當TSS的界限不大于I/O許可位圖開始偏移加8K時,I/O許可位圖有效部分就不到8K字節,于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據位圖進行,而對較大I/O地址訪問的許可檢查總被認為不可訪問而引起通用保護故障。因為這時會發生字節越界而引起通用保護異常,所以在這種情況下,可認為不足的I/O許可位圖的高端部分全為1。利用這個特點,可大大節約TSS中I/O許可位圖占用的存儲單元,也就大大減小了TSS段的長度。 <二>重要標志保護輸入輸出的保護與存儲在標志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關,顯然不能允許隨便地改變IOPL,否則就不能有效地實現輸入輸出保護。類似地,對EFLAGS中的IF位也必須加以保護,否則CLI和STI作為敏感指令對待是無意義的。此外,EFLAGS中的VM位決定著處理器是否按虛擬8086方式工作。 80386對EFLAGS中的這三個字段的處理比較特殊,只有在較高特權級執行的程序才能執行IRET、POPF、CLI和STI等指令改變它們。下表列出了不同特權級下對這三個字段的處理情況。 不同特權級對標志寄存器特殊字段的處理 特權級 VM標志字段 IOPL標志字段 IF標志字段 CPL=0 可變(初POPF指令外) 可變 可變 0 不變 不變 可變 CPL>IOPL 不變 不變 不變 從表中可見,只有在特權級0執行的程序才可以修改IOPL位及VM位;只能由相對于IOPL同級或更內層特權級執行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同,在特權級不滿足上述條件的情況下,當執行POPF指令和IRET指令時,如果試圖修改這些字段中的任何一個字段,并不引起異常,但試圖要修改的字段也未被修改,也不給出任何特別的信息。此外,指令POPF總不能改變VM位,而PUSHF指令所壓入的標志中的VM位總為0。 <三>演示輸入輸出保護的實例(實例九)下面給出一個用于演示輸入輸出保護的實例。演示內容包括:I/O許可位圖的作用、I/O敏感指令引起的異常和特權指令引起的異常;使用段間調用指令CALL通過任務門調用任務,實現任務嵌套。 1.演示步驟實例演示的內容比較豐富,具體演示步驟如下:(1)在實模式下做必要準備后,切換到保護模式;(2)進入保護模式的臨時代碼段后,把演示任務的TSS段描述符裝入TR,并設置演示任務的堆棧;(3)進入演示代碼段,演示代碼段的特權級是0;(4)通過任務門調用測試任務1。測試任務1能夠順利進行;(5)通過任務門調用測試任務2。測試任務2演示由于違反I/O許可位圖規定而導致通用保護異常;(6)通過任務門調用測試任務3。測試任務3演示I/O敏感指令如何引起通用保護異常;(7)通過任務門調用測試任務4。測試任務4演示特權指令如何引起通用保護異常;(8)從演示代碼轉臨時代碼,準備返回實模式;(9)返回實模式,并作結束處理。
上傳時間: 2013-12-11
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PLC TM卡開發系統匯編程序(ATM8051) ;***************** 定義管腳*************************SCL BIT P1.0SDA BIT P1.1GC BIT P1.2BZ BIT P3.6LEDI BIT P1.4LEDII BIT P1.5OK BIT 20H.1OUT1 BIT P1.3OUT2 BIT P1.0OUT3 BIT P1.1RXD BIT P3.0TXD BIT P3.1PCV BIT P3.2WPC BIT P3.3RPC BIT P3.5LEDR BIT P3.4LEDL BIT P3.6TM BIT P3.7;********************定義寄存器***********************ROMDTA EQU 30H;NUMBY EQU 61H;SLA EQU 60H;MTD EQU 2FH;MRD EQU 40H;TEMP EQU 50H;;ORG 00H;;INDEX:MOV P1, #00H;MOV P2, #0FFHMOV MTD ,#00HCALL REEMOV R0,40HCJNE R0,#01,NO;MOV P2,#1CHLJMP VIMEN MOV P2,#79HACALL TOUCHRESET ;JNC NO ;CALL READTM ;CJNE A,#01H,NO;NOPMOV MTD, #00HCALL WEENOPMOV P2,#4AHSETB BZCALL TIMECLR BZMOV PCON, #0FFHVIME:CALL TIME1CALL TOUCHRESETJNC VIMECALL READTMCJNE A, #01H,VIME;NOPNOPNOPIII: MOV MTD,#00HCALL REECALL BBJNB OK,NO1LJMP ZHUNO1:MOV MTD,#10H
上傳時間: 2014-03-24
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光盤內容1.1例 程 “例程”文件夾中為各章節的程序代碼,均在作者的目標板上(自行開發)調試通過,以確保程序正確。n Keil C對中文文件、目錄以及空格等可能無法編譯連接,所以若要正確調試,須確保所有文件、目錄為連續英文名或數字。n 這些程序應用到其他C8051Fxxx系列單片機時,要確保各個操作寄存器的名稱、地址與各個控制位相一致,否則需要修改。很多寄存器位的位置并不相同,所以移植程序時,使用者要參考F040寄存器和移植對象單片機的寄存器,以確保正確操作。1.2 原理圖及pcb封裝“原理圖及pcb封裝”文件夾里包含作者制作的C8051F040PCB封裝和原理圖引腳定義文件c8051f040.ddb。其中PCB封裝與Silicon Laboratories公司(原Cygnal公司)提供的TQ100封裝稍有不同(在cygnalpcb文件中): 作者所做引腳長為2.5 mm,而cygnalpcb文件中的引腳長為1.3 mm。加長引腳焊盤是為了方便手工焊芯片。用戶可根據需要和習慣選擇封裝。
上傳時間: 2013-11-19
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在C8051F系列單片機中集成有多通道8位、10位、12位或16位的SAR型ADC,能夠滿足大多數數據采集的應用需求;集成跟蹤和保持電路;集成模擬多路復用器(AMUX)。 采樣頻率從100ksps到1Msps。 片內溫度傳感器可直接配置到ADC的輸入端。 C8051F04x系列集成可編程增益放大器(PGA)和高電壓差分放大器(HVDA),可接受60V的差動模擬電壓輸入。 集成越限檢測器,可監視模擬量的變化范圍,越限能產生中斷。 C8051F06x系列集成DMA接口,提高對轉換結果的讀取效率。 ADC轉換啟動方式:軟件設置寄存器位啟動;定時器溢出啟動;外部管腳信號啟動。
上傳時間: 2013-10-13
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摘要: 本文介紹了L ED 顯示屏常規型驅動電路的設計方式及其存在的缺陷, 提出了簡單的L ED 顯示屏恒流驅動方式及電路的實現。關鍵詞:L ED 顯示屏 動態掃描 驅動電路中圖分類號: TN 873+ . 93 文獻標識碼:A 文章編號: 1005- 9490(2001) 03- 0252- 051 引 言 L ED 顯示屏是80 年代后期在全球迅速發展起來的新型信息顯示媒體, 它利用發光二極管構成的點陣模塊或像素單元, 組成大面積顯示屏幕, 以其可靠性高、使用壽命、環境適應能力強、性能價格比高、使用成本低等特點, 在信息顯示領域已經得到了非常廣泛的應用[ 1 ]。L ED 顯示屏主要包括發光二極管構成的陣列、驅動電路、控制系統及傳輸接口和相應的應用軟件等, 其中驅動電路設計的好壞, 對L ED 顯示屏的顯示效果、制作成本及系統的運行性能起著很重要的作用。所以, 設計一種既能滿足控制驅動的要求, 同時使用器件少、成本低的控制驅動電路是很有必要的。本文就常規型驅動電路的設計作些分析并提出恒流驅動電路的設計方式。2 L ED 顯示屏常規驅動電路的設計 L ED 顯示屏驅動電路的設計, 與所用控制系統相配合, 通常分為動態掃描型驅動及靜態鎖存型驅動二大類。以下就動態掃描型驅動電路的設計為例為進行分析:動態掃描型驅動方式是指顯示屏上的4 行、8 行、16 行等n 行發光二極管共用一組列驅動寄存器, 通過行驅動管的分時工作, 使得每行L ED 的點亮時間占總時間的1ön , 只要每行的刷新速率大于50 Hz, 利用人眼的視覺暫留效應, 人們就可以看到一幅完整的文字或畫面[ 2 ]。常規型驅動電路的設計一般是用串入并出的通用集成電路芯片如74HC595 或MC14094 等作為列數據鎖存, 以8050 等小功率N PN 三極管為列驅動, 而以達林頓三極管如T IP127 等作為行掃描管, 其電路如圖1 所示。
上傳時間: 2014-02-19
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atmega8原理與及應用手冊,ATmega8 是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高檔單片機。在AVR家族中,ATmega8是一種非常特殊的單片機,它的芯片內部集成了較大 容量的存儲器和豐富強大的硬件接口電路,具備AVR高檔單片機MEGE系列的全部性能和特點。但由于采用了小引腳封裝(為DIP 28和TQFP/MLF32),所以其價格僅與低檔單片機相當,再加上AVR單片機的系統內可編程特性,使得無需購買昂貴的仿真器和編程器也可進行單片機 嵌入式系統的設計和開發,同時也為單片機的初學者提供了非常方便和簡捷的學習開發環境。 ATmega8的這些特點,使其成為一款具有極高性能價格比的單片機,深受廣大單片機用戶的喜愛,在產品應用市場上極具競爭力,被很多家用電器廠商和儀器儀表行業看中,從而使ATmega8迅速進入大批量的應用領域。 ATmega系列單片機屬于AVR中的高檔產品,它承襲了AT90所具有的特點,并在AT90(如 AT9058515、AT9058535)的基礎上,增加了更多的接口功能,而且在省電性能。穩定性、抗干擾性以及靈活性方面考慮得更加周全和完善。 ATmega8 是一款采用低功耗CMOS工藝生產的基于AVR RISC結構的8位單片機。AVR單片機的核心是將32個工作寄存器和豐富的指令集聯結在一起,所有的工作寄存器都與ALU(算術邏輯單元)直接相連,實 現了在一個時鐘周期內執行的一條指令同時訪問(讀寫)兩個獨立寄存器的操作。這種結構提高了代碼效率,使得大部分指令的執行時間僅為一個時鐘周期。因此, ATmega8可以達到接近1MIPS/MHz的性能,運行速度比普通CISC單片機高出10倍。
上傳時間: 2013-11-08
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什么是JTAG 到底什么是JTAG呢? JTAG(Joint Test Action Group)聯合測試行動小組)是一種國際標準測試協議(IEEE 1149.1兼容),主要用于芯片內部測試。現在多數的高級器件都支持JTAG協議,如DSP、FPGA器件等。標準的JTAG接口是4線:TMS、 TCK、TDI、TDO,分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。 JTAG最初是用來對芯片進行測試的,基本原理是在器件內部定義一個TAP(Test Access Port�測試訪問口)通過專用的JTAG測試工具對進行內部節點進行測試。JTAG測試允許多個器件通過JTAG接口串聯在一起,形成一個JTAG鏈,能實現對各個器件分別測試。現在,JTAG接口還常用于實現ISP(In-System rogrammable�在線編程),對FLASH等器件進行編程。 JTAG編程方式是在線編程,傳統生產流程中先對芯片進行預編程現再裝到板上因此而改變,簡化的流程為先固定器件到電路板上,再用JTAG編程,從而大大加快工程進度。JTAG接口可對PSD芯片內部的所有部件進行編程 JTAG的一些說明 通常所說的JTAG大致分兩類,一類用于測試芯片的電氣特性,檢測芯片是否有問題;一類用于Debug;一般支持JTAG的CPU內都包含了這兩個模塊。 一個含有JTAG Debug接口模塊的CPU,只要時鐘正常,就可以通過JTAG接口訪問CPU的內部寄存器和掛在CPU總線上的設備,如FLASH,RAM,SOC(比如4510B,44Box,AT91M系列)內置模塊的寄存器,象UART,Timers,GPIO等等的寄存器。 上面說的只是JTAG接口所具備的能力,要使用這些功能,還需要軟件的配合,具體實現的功能則由具體的軟件決定。 例如下載程序到RAM功能。了解SOC的都知道,要使用外接的RAM,需要參照SOC DataSheet的寄存器說明,設置RAM的基地址,總線寬度,訪問速度等等。有的SOC則還需要Remap,才能正常工作。運行Firmware時,這些設置由Firmware的初始化程序完成。但如果使用JTAG接口,相關的寄存器可能還處在上電值,甚至時錯誤值,RAM不能正常工作,所以下載必然要失敗。要正常使用,先要想辦法設置RAM。在ADW中,可以在Console窗口通過Let 命令設置,在AXD中可以在Console窗口通過Set命令設置。
上傳時間: 2013-10-23
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SEED-DEC2812函數:一、 SEED-DEC2812 系統初始化函數二、 系統PIE 中斷矢量表控制寄存器的操作函數.
上傳時間: 2014-12-28
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The Virtex™-4 user access register (USR_ACCESS_VIRTEX4) is a 32-bit register thatprovides direct access to bitstream data by the FPGA fabric. It is useful for loadingPowerPC™ 405 (PPC405) processor caches and/or other data into the FPGA after the FPGAhas been configured, thus achieving partial reconfiguration. The USR_ACCESS_VIRTEX4register is programmed through the bitstream with a command that writes a series of 32-bitwords.
標簽: USR_ACCESS PowerPC XAPP 719
上傳時間: 2013-11-13
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FSM 分兩大類:米里型和摩爾型。 組成要素有輸入(包括復位),狀態(包括當前狀態的操作),狀態轉移條件,狀態的輸出條件。 設計FSM 的方法和技巧多種多樣,但是總結起來有兩大類:第一種,將狀態轉移和狀態的操作和判斷等寫到一個模塊(process、block)中。另一種是將狀態轉移單獨寫成一個模塊,將狀態的操作和判斷等寫到另一個模塊中(在Verilog 代碼中,相當于使用兩個“always” block)。其中較好的方式是后者。其原因 如下: 首先FSM 和其他設計一樣,最好使用同步時序方式設計,好處不再累述。而狀態機實現后,狀態轉移是用寄存器實現的,是同步時序部分。狀態的轉移條件的判斷是通過組合邏輯判斷實現的,之所以第二種比第一種編碼方式合理,就在于第二種編碼將同步時序和組合邏輯分別放到不同的程序塊(process,block) 中實現。這樣做的好處不僅僅是便于閱讀、理解、維護,更重要的是利于綜合器優化代碼,利于用戶添加合適的時序約束條件,利于布局布線器實現設計。顯式的 FSM 描述方法可以描述任意的FSM(參考Verilog 第四版)P181 有限狀態機的說明。兩個 always 模塊。其中一個是時序模塊,一個為組合邏輯。時序模塊設計與書上完全一致,表示狀態轉移,可分為同步與異步復位。
標簽: 狀態
上傳時間: 2013-10-23
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