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Writerside/in.tree

@@ -43,6 +43,9 @@
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             <toc-element topic="Klassifikation.md"/>
+            <toc-element topic="arm.md">
+                <toc-element topic="arm_toolchain.md"/>
+            </toc-element>
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         <toc-element toc-title="EWI">
             <toc-element topic="1_WirtschaftsinformatikImDigitalenZeitalter.md"/>
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+
 </instance-profile>

Writerside/topics/RA/arm.md

@@ -0,0 +1,102 @@
+# ARM
+
+## ARM Prozessoren
+### Architektur Revisionen
+- Unterschiedliche Features
+  - bspw. unterschiedliche Multiplikationsbefehle, Adressierungsarten, ...
+- jeweils gleiches Befehssatzdesign für jede Revision
+  - aktuell: v7 / v8
+
+### Profile: Konkrete Prozessor-Implementierungen
+- Application Profil ['A']:
+  - High Performance
+    - bspw. Mobile, Enterprise
+- Real Time Profil ['M']:
+  - Embedded Anwendungen
+    - bspw. Automotive, Industriesteuerungen
+- Microcontroller Profil ['M']:
+  - Mikrocontroller für große Bandbreite an Anforderungen
+    - Anzahl Gatter, Kosten, Realtime, Performance
+
+
+- Aktuell in 2017:
+  - v7 (32Bit):
+    - Cortex A7, Cortex M4, Cortex M0+
+  - v8 (64Bit):
+    - Cortex A53, Cortex A57
+
+
+## Bedeutung des Befehlssatzes (ISA)
+- Befehlssatz = Instruction Set Architektur
+- ISA Level
+  - ist das Interface zwischen Soft- und Hardware
+  - definiert die Sprache, die von Soft- & Hardware verstanden werden muss
+- ![image_291.png](image_291.png)
+
+
+### ARM Instruction Sets
+![image_292.png](image_292.png)
+- ARM unterstützt derzeit 3 IS
+  - A64 instruction set
+    - eingeführt mit ARMv8-A, um 64 Bit zu unterstützen
+  - A32 instruction set ("ARM")
+    - 32 Bit Befehlsatz in pre-ARMv8-Architekturen
+  - T32 instruction set ("Thumb"/"Thumb2")
+    - komprimierter 16/32 Bit Befehlssatz (gemischt)
+      - in pre-ARMv8-Architekturen
+
+
+## Coding Standards UAL und APCS
+### Unified Assembler Language (UAL)
+- Coding Standard, der von Compilern für ARM (32bit) und Thumb verstanden wird
+- Macht Programme möglich, die mit verschiedenen Prozessoren kompatibel sind
+
+### ARM Program Calling Standard (APCS)
+- Regelt Aufruf von
+  - Unterprogrammen
+  - Verwendung von Registern
+  - ...
+- Ermöglicht Verwendung von Objektbibliotheken, welche von anderen Compilern übersetzt wurden
+
+
+## Architektonisches Erbe der ARM-Prozessoren
+**Verwendete Merkmale**
+- RISC
+- Grundlegendes Design-Prinzip: Einfachheit
+- Load/Store Architektur (Register-Register), von Neumann
+- 32Bit oder 64Bit (1 Wort)
+  - 1Byte = 8Bit
+- Byteweise Adressierung des Speichers
+- Little-Endian und Big-Endian kompatibel
+  - Vorteil für Einsatzzweck als Standard CPU in Kommunikationsgeräten
+  - Standard: Little-Endian
+- [3-Adressbefehle](Klassifikation.md#3-adress-befehle) (32Bit) oder Thumb
+
+**Verworfene Merkmale**
+- Registerfenster
+  - wird nur bei SPARC Prozessoren genutzt
+- Delayed Branches
+  - der dem Branch folgende Befehl wird ausgeführt bevor der Sprung durchgeführt wurde
+  - Behandlung von Interrupts und Exceptions schwieriger
+- Ausführung aller Befehle in einem Taktzyklus
+  - setzt [Harvard](MU6Rechner.md#harvard-architektur) voraus
+  - Kompensation durch verbesserte Adressierungsmodi
+
+
+## Ein erstes ARM-Programm (GNU)
+![image_293.png](image_293.png)
+
+
+### Wie wird aus einem Programm Maschinencode?
+![image_294.png](image_294.png)
+- Codierungsvorgang immer gleich
+  - kann von Programm (_Assembler_) übernommen werden
+    - Kann weitere Erleichterungen ermöglichen
+      - Bezeichner Konstanten, Daten, Adressen
+      - Reservieren von Speicherbereichen für (Zwischen-)Ergebnisse
+      - Anlegen und Initialisieren von Daten und Datenstrukturen beim Programmstart hinzufügen
+      - 
+
+
+## [ARM Toolchain](arm_toolchain.md)
+

Writerside/topics/RA/arm_toolchain.md

@@ -0,0 +1,48 @@
+# ARM Toolchain
+![image_296.png](image_296.png)
+
+## Targets
+### Entwicklung auf dem Device
+- Native Toolchain
+- Benötigt ein OS
+
+### Cross Entwicklung
+- Compiler auf dem PC übersetzt für Hardware für die Zielplattform
+
+### Entwicklung im Emulator auf dem PC
+- Compiler auf dem PC übersetzt für Hardware, ausgeführt im Simulator
+- Wenn Hardware nicht verfügbar oder Entwicklung zeitaufwändig
+- Insight, QEmu
+
+### Bare Metal
+- Für Mikroprozessor ohe BS
+
+### Betriebssysteme
+- Linux
+- Embedded Windows
+- Realtime OS
+
+
+## Toolchain für das Praktikum
+![image_297.png](image_297.png)
+
+## GNU ARM Assembler
+- ![image_298.png](image_298.png)
+  - rn = Registername
+
+
+### Assembler-Direktiven
+- können Übersetzungsvorgang steuern
+- können Speicherbereiche für das Programm reservieren
+  - ![image_300.png](image_300.png)
+- können Datenstrukturen für das Programm anlegen und initialisieren
+- ![image_299.png](image_299.png)
+
+
+### Pseudobefehle
+- Befehle, die es in der Maschinensprache nicht gibt, aber häufig gebraucht werden
+- Assembler übersetzt diese in eine geeignete Sequenz von "echten" Assemblerbefehlen
+- Beispiel:
+  - ![image_301.png](image_301.png)
+- 
+