MPT Vorkurs
Mikroprozessor
Mikroprozessor
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Cartes-fiches
Nennen Sie die bisherigen Rechnergenerationen und ihren ungefähren Einführungszeitpunkt.
- Mechanische Rechner ab dem 17. Jahrhundert
- Rohrenrechner ab Mitte der 40er Jahre
- Transistorrechner ab 1961
- Mikroprozessoren ab 1969
Was sind die beiden Hauptaufgaben einer Zentraleinheit.
Ansteuerung der übrigen Funktionseinheiten und Verarbeitung der Daten.
Nennen Sie mindestens zwei Mikroprozessoren für Spezialaufgaben.
- Signalprozessoren
- Mikrocontroller
- Arithmetik-Prozessoren
- Kryptographieprozessoren
Welche Vor- und Nachteile hat die Harvard-Architektur gegenüber der von-Neumann- Architektur?
Ein Harvardrechner kann gleichzeitig auf Daten und Befehle zugreifen, ist aber aufwändiger im Aufbau.
Nennen sie Vorteile eines MCS im Vergleich zu einer festverdrahteten Lösung
Flexibilität
frei Programmierbar
ggf. Kostengünstiger
erweiterbar
universell einsetzbar
Fehlerdiagnose durch Testprogramme
2 kByte bestehen aus wieviel Einzelbits
2 kByte = 2048 Byte = 16384bit
Welche erweiterte Funktionalität bietet das Interrupt Konzept
Durch Interrupts wird der aktuelle Programmablauf unterbrochen und zu einem bestimmten Programmteil gesprungen und diesen ausgeführt. Ereignisorientiert Bearbeitung
Was kennzeichnet die Harvard Architektur
Bei der Harvard Architektur wird je ein BUS für Daten und für Befehle genutzt, die in verschiedenen Speichern lokalisiert sind. Aufwendiger Aufbau, Gleichzeitiger Zugriff auf Daten und Befehle
Welche Aufgaben kann ein DSP besonders gut lösen?
Mathematische Berechnungen, schnelle Verarbeitung komplexer algorithmen zur verabeitung digitaler Signale (Audio, Video)
Nennen Sie 4 wichtige Registerarten
Flagregister
Statusregister (SREG)
I/O Register
Arbeitsregister
Datenregister
Was sind Flags und wann werden diese gesetzt
Flags sind Statusbits die z.B. nach Rechenoperationen gesetzt werden (Carry Flag, Null Flag)
Welche Aufgaben hat das Steuerwerk
Steuerung Prozessorinterner Abläufe (Datentransport zwischen Registern, ALU, Datenbus)
Steuerung externer Abläufe bei der Kommunikation des Prozessors mit dem Speicher bzw. I/O Einheiten
Was berechnet das Adresswerk
Das Adresswerk berechnet nach den Vorschriften des Steuerwerks die Adresse des nächsten Befehls oder einer Speicherstelle
Nennen Sie die Hauptmerkmale eines Von-Neumann-Rechners!
Befehlsspeicher und Datenspeicher sind im selben Speicher lokalisiert.
Es wird ein Datenbus für Daten und Befehle genutzt.
Sequenzieller Programmablauf
Wann wird vom linearen Programmablauf abgewichen?
z.B. bei einem Interrupt wird vom linearen Programmablauf abgewichen.
Ebenfalls durch Sprungbefehle oder Unterprogrammaufrufe
Nennen Sie typische Bussignale eines Mikroprozessors
Datensignale
Adressignale
Systemtakt
Read/Write
Ein Adressbus verfügt über 20 Adressleitungen. Wie groß ist die Anzahl der adressierbaren Speicherstellen
2^20 Speicherstellen
= 1048576
Was versteht man unter einem Stack und wofür wird dieser verwendet
Ein Stack ist ein Stapelspeicher der z.B. zum Temporären ablegen verschiedener Werte genutzt werden kann.
Bei einem Unterprogrammaufruf wird ebenfalls ein Stack genutzt
Durch welche Parameter können sich Stack Funktionalitäten unterscheiden?
Stackgröße
Arbeitsweise des Stackpointers
FiFo oder LiFo Stacks
Richtung der Stackverwaltung
Wodurch ist ein RISC Mikroprozessor gekennzeichnet
Weniger Befehler als CISC <150
Konstante Befehlswortgröße, Konstante Anzahl Takt pro Befehl
Große Registeranzahl >=32
Fest verdrahtete Logik, Schnelle ausführbare Logik
ALU Befehler nur mit Registern
Befehlspipelining
Nennen sie 4 Möglichkeiten zur Erhöhung der Verarbeitungsleistung eines MP
Erhöhung der Taktfrequenz
Parallelbetrieb von Verarbeitungseinheiten
Befehlspipelining (Mehr Befehle pro Takt)
Was versteht man unter Superskalarität
(Cycles per Instruction)
Bei Superskalarität werden mehr Befehle pro Takt ausgeführt
CPI < 1
Was versteht man unter einem Cache Miss
Bei einem Cache Miss werden die erforderlichen Daten nicht im Cache gefunden, ein Nachladen ist erforderlich
Wie können CPI Werte kleiner 1 erreicht werden
Durch Threading bzw. Paralellisierung, mehr Arbeitsschritte pro Takt
In welcher Größe sind Befehle Codiert
16bit Befehle, selten 32 Bit Befehle
Warum wird beim ATmega8 kein absoluter jmp Befehl unterstützt
Beim ATmega8 ist keine direkte Adressierung möglich. Es erfolgt über Indirekte Adressierung ein relativer Jump.
Worin besteht der Wesensunterschied zwischen einem CPI und einem SUBI Befehle
Beim CPI befehle wird ein Compare (Testsubstraction ohne Veränderung) durchgeführt. Beim SUB Befehl wird eine Substraction durchgeführt
Ist der Befehl ldi r12, 0xC3 möglich?
Nein, der Befehl ist nicht möglich. Ein direktes Laden in Register ist erst ab r16 möglich
Worin besteht der Ergebnisunterschied im Vergleich der Befehle dec r17 und subi r17, 0x01
Der Befehl „dec“ setzt weniger Statusflags nach berechnung
Wozu dient das Transferregister Bit T im Stauts-Register SREG
Einzelbit austausch im Register, Transferbit
Ab welcher Adresse ist die Interruptvektortabelle im Codespeicher lokalisiert?
Ab 0x00
Was versteht man unter einem Interrupt Request Bit
Das Bit meldet einen einen Interrupt Request an
Wie ist ein Interruptvektor Codiert?
Als Sprungbefehl zur Service Routine
Wie muss prinzipiell die Addition von 2 Variablen, die im OnChipRAM lokalisiert sind, erfolgen?
Laden beider Werte in verschiedene Register, addieren, Ergebnis zurückschreiben
Wozu dient die .org Direktive des Assemblers?
Zur Organisation der nachfolgenden Befehle im Speicher
Mit welchem Testbefehl kann der Pegel am Portpin PB5 eines ATmega8 überprüft werden?
Mit SBIC PORTB, 5
Über das Spezialfunktionsregister PORTC_IN wird beim ATxmega worauf zugegriffen?
Auf den Pegel der an PORT_C anliegt. Dies ist ein direkter Zugriff
