Cortex-M7, M4, M3, M0+, M0: Arm Cortex-M Architektur

• Cortex-M (Armv7-M, Armv6-M) Prozessor-Architektur
  • Register-Organisation, Special Purpose Register
  • Operation Modes (Handler/Thread, privileged/unprivileged)
  • Main Stack, Process Stack
  • Cortex-M Pipelinekonzept
  • Cortex-M Memory Map, System Control Block, Bit Banding
• Überblick über die Arm Prozessor Cores
  • Cortex-M, Cortex-R, Cortex-A
  • Arm7/9/10/11
• Cortex-M7, M4, M3, M0+, M0 Instruction Set
  • Thumb-2 Instruction Set
  • Data Processing Instructions
  • Branch and Control Flow Instructions, Subroutines
  • Branch Table, If ... then Conditional Blocks
  • Data Access Instructions
  • Memory Barriers and Synchronization
  • Exclusive Access Primitives
  • Assembler-Direktiven
  • Praktische Übungen zur Erstellung kleiner Assembler-Routinen und zum Debuggen
• Exception und Interrupt Handling
  • Exception Model
  • Reset, NMI, Faults, SysTick, Debug, Supervisor Calls, External Interrupts
  • Tail Chaining, Late Arriving
  • Nested Vector Interrupt Controller (NVIC)
  • Interrupt Configuration and Status
  • Interrupt Prioritization, Priority Grouping
  • Fault Handler
  • Praktische Übungen zum SystemTick, Supervisor Call und PendSV im Kontext von RTOS-Anwendungen
  • Praktische Übungen zu den Fault Handlern und Ausgabe von Status-Informationen
• Reset Modes, Clock Generation, Power Management
  • Clock Generation
  • Resets und Cortex-M Reset Modes
  • Sleep Modes und Power Management
  • System Timer
• Memory Protection Unit MPU für Embedded Systeme
  • Armv6-M und Armv7-M MPU
  • Statische Konfiguration der MPU
  • Dynamische Umprogrammierung der MPU im RTOS-Kontext
  • Praktische Übungen zur Anwendung der MPU
• Cache, Tightly Coupled Memory (TCM)
  • Cache-Grundlagen
  • Caches und TCM des Cortex-M7
  • Cache-Konfiguration über die MPU
• Embedded Core Debugging
  • Core und System Debugging
  • JTAG Debug Port
  • 2-Pin Single Wire Debug Port
  • Trace Port Interface Unit
  • Embedded Trace Macro Cell
  • Praktische Übungen zum Debuggen von C-Code mit dem µVision-Debugger und Printausgaben auf die Debug-Konsole
• Embedded Software Development
  • Bibliotheksroutinen an die Hardware anpassen (Retargeting)
  • Code und Daten im Speicher platzieren (Scatter Loading)
  • Linker Description File
  • Processor Startup, Startup File
  • Praktische Übung zur Platzierung von Code und Daten an vordefinierten Adressen
• Effiziente C-Programmierung für die Cortex-Architektur
  • Compiler-Optimierung, Compiler-Optionen
  • Schnittstelle C - Assembler
  • Programmierrichtlinien für Cortex-Compiler
  • Lokale und globale Daten optimal verwenden
• Hardwarenahe C-Programmierung nach CMSIS
  • Cortex Mikrocontroller Software Interface Standard (CMSIS)
  • Softwarearchitektur für Embedded-Systeme
  • Strukturierte Beschreibung von Peripherie
  • Zugriff auf Peripherie in C
  • C-Statements und deren Ausführung in Assembler
  • Praktische Übung zur Nutzung der CMSIS-Funktionen, z.B. zur Programmierung des NVIC Interrupt Controllers
• Floating Point Unit, Digital Signal Processing
  • Architekturüberblick zur FPU
  • Exception Handling mit FPU
  • Single-Instruction Multiple Data (SIMD) und Saturation Befehle
• Überblick Cortex-M (Armv8-M und Armv8.1-M) Prozessor-Architektur
  • Einführung in die Armv8-M Prozessorarchitektur
  • Erweiterungen der Armv8.1-M Prozessorarchitektur (HELIUM)
  • Unterschied zur Armv6-M und Armv7-M Prozessorarchitektur
  • Änderungen der neuen Armv8-M MPU
  • Überblick zu Cortex-M23, M33 und Arm TrustZone
• Übungen mit Keil µVision in Assembler und C
  • Praktische Übungen zu Armv7-M Cortex-M7 werden auf dem STM32F746 Nucleo-Board entwickelt und getestet.
  • Die Übungen werden mit Keil Studio (Visual Studio Code) durchgeführt. Keil uVision wird manchmal als Debugger verwendet.
• MicroConsult Plus
  • Sie erhalten von uns Ihre Übungsverzeichnisse und Lösungsbeispiele für alle Übungsaufgaben.
  • Zusätzlich erhalten Sie eine Installationsanleitung mit Download-Links der Toolumgebung, um die Übungen auch nach dem Training nachvollziehen zu können.
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Lernziele

• Sie kennen die Cortex-M7, M4, M3, M1, M0 Architektur und können Programme in Assembler und C erstellen. Sie können die Programme im Speicher platzieren und testen. Sie haben den perfekten Einstieg in die Entwicklung von Cortex-M-basierenden Systemen.

Zielgruppe

• Hardware- und Software-Entwickler

Voraussetzungen

• ANSI-C und Mikrocontroller-Grundkenntnisse.