Изворни код странице Микропроцесорски системи/Теорија

{{tocright}}
'''Питалице''' долазе на теоријским деловима обе предиспитне обавезе и свих испита на предмету. Типови питања су јако слични између рокова, па су зато испод набројана типична питања која се могу појавити на теоријском делу испита, дати примери питања и набројани корисни ресурси одакле се може прочитати више о њима. Уколико објашњења дата овде нису довољно јасна, погледати примере задатака ради разјашњења.

== Први блок ==
=== Улазак и излазак из прекидне рутине ===
Код овог типа питања битно је разумети како функционише неколико механизама у ''Cortex-M3'' микропроцесору. Текст испод парафразиран је из ''Cortex-M3 Programming Manual'' са страница 37 и 38:
* '''Stacking:''' операција чувања одређених регистара на стеку приликом уласка у прекидну рутину. На стеку се чувају следећи регистри (то се зове ''stack frame'') у редоследу који је дат:
** ''R0'', ''R1'', ''R2'', ''R3'' и ''R12''
** Повратна адреса прекидне рутине (односно ''PC'' регистар)
** Програмски статусни регистар (''PSR'')
** ''Link register'' (''LR'')
*: Након ''stacking'', ''SP'' показује на најнижу адресу у ''stack frame'' (односно на ''R0''). У ''CCR'' регистру бит ''STKALIGN'' може бити постављен на 1, у ком случају се дешава поравнање стека на дуплу реч.
*: За овај механизам углавном буде дат програм на асемблеру који са стека учита одређени податак, па се мора одредити која је вредност тог податка.
* '''Late-arriving:''' Паралелно са ''stacking'' се дохвата адреса руковаоца у IVT, па ако се до учитавања прве инструкције у прекидној рутини појави изузетак вишег групног приоритета прелази се на његово извршавање.
* '''Tail-chaining:''' ако након извршавања тренутне прекидне рутине постоји следећи прекид који испуњава услове извршавања, прелази се на његово извршавање без уклањања вредности из ''stack frame''.
*: За овај механизам питања углавном буду бројање колико пута се десио ''tail-chaining'' под одређеним условима.

'''Примери питања:'''
* ''Stacking:'' [[Микропроцесорски системи/К1 2022#3. задатак|3. задатак, К1 2022]]
* ''Tail-chaining:'' [[Микропроцесорски системи/К1 2022#2. задатак|2. задатак, К1 2022]]

=== Почетна инструкција програма ===
Адреса адресе прве инструкције програма јесте 0x00000004, тако да је адреса прве инструкције програма штагод да пише у меморији на адреси 0x00000004. Ова једноставна питалица може често да се појави на различитим роковима и одговор на њу може се наћи на страни 15 од ''Cortex-M3 Programming Manual''.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Јул 2022#1. задатак|1. задатак, јул 2022]], 1. задатак, јануар 2023

=== Условно извршавање инструкција ===
Овај механизам објашњен је на страни 56 у ''Cortex-M3 Programming Manual'', у одељку 3.3.7 ''Conditional execution''. Питања из ове области обично садрже барем једну <code>it</code> инструкцију и неке комбинације <code>add</code>, <code>sub</code>, <code>cmp</code> и <code>mov</code> инструкција са суфиксом <code>s</code> (ажурира програмски статусни регистар!) или без њега (не ажурира програмски статусни регистар!), а на крају се тражи вредност у неком од коришћених регистара. Треба нагласити да <code>cmp</code> инструкција увек ажурира програмски статусни регистар.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Пробни тест 2022#Задатак 1|1. задатак, пробни тест 2022]]
* [[Микропроцесорски системи/Јул 2022#2. задатак|2. задатак, јул 2022]], 2. задатак, јануар 2023
* (''извршавање инструкција генерално'') [[Микропроцесорски системи/К1 2022#1. задатак|1. задатак, К1 2022]]
* [[#Питање 1|Некатегорисано питање 1]]
* [[#Питање 2|Некатегорисано питање 2]]
* Примери из документације

=== ''Bit-band alias'' ===
У овом типу задатка тражи се да се за неки бит у SRAM одреди ''bit-band alias'' адреса. На страни 27 ''Cortex-M3 Programming Manual'' објашњен је овај механизам и наведене следеће формуле:
* <code>bit_word_offset = (byte_offset x 32) + (bit_number x 4)</code>
* <code>bit_word_addr = bit_band_base + bit_word_offset</code>
где је:
* <code>byte_offset</code> померај неког бајта од почетка SRAM (SRAM почиње на 0x20000000),
* <code>bit_number</code> број бита који се тражи (дат у задатку)
* <code>bit_band_base</code> почетак ''bit-band alias'' региона (почиње на 0x22000000)
'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Пробни тест 2022#Задатак 2|2. задатак, пробни тест 2022]]

=== Режими рада ===
Иако нема примера овог питања, може да дође питање у ком режиму се налази процесор приликом извршавања прекидне рутине (''handler mode''), а у ком приликом главног програма (''thread mode''). Овај податак се може наћи на страни 13 у ''Cortex-M3 Programming Manual'', у одељку 2.1.1 ''Processor mode and privilege levels for software execution''.

=== ''Intel HEX'' формат ===
У оваквом задатку потребно је растумачити шта пише у једној ''Intel HEX'' датотеци за коју је дат садржај и истакнута синтакса. Опис овог формата може са наћи на [[wikipedia:Intel HEX|Википедији]], али такође и на [https://developer.arm.com/documentation/ka003292/latest ''ARM''-овом] и [https://www.intel.com/content/www/us/en/support/programmable/articles/000076770.html ''Intel''-овом] сајту.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Август 2022#1. задатак|1. задатак, август 2022]]
* [[Микропроцесорски системи/Фебруар 2023#1. задатак|1. задатак, фебруар 2023]]

=== Иницијална вредност ''SP'' ===
Регистар ''SP'' своју иницијалну вредност добија са адресе 0x00000000. У овом типу задатка буде један асемблерски програм у коме се ради формирање IVT (чији је нулти улаз заправо вредност ''SP''), а затим се у програму негде та вредност користи, и резултат извршавања зависи од те вредности. Главна идеја је прочитати вредност ''SP'' са прве локације у вектор табели из асемблерског програма.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Август 2022#3. задатак|3. задатак, август 2022]], 4. задатак, К1 2022, 3. задатак, фебруар 2023

=== Тренутна прекидна рутина ===
Још један чест задатак јесте асемблерски програм у којем се изазове одређени прекид на неки начин, а затим се у прекидној рутини у одређени регистар упише вредност IPSR и пита која је вредност уписана. Овај тип задатка није превише шаблонски у делу где се изазива прекид, али када се сазна који је прекид изазван његов број се лако може сазнати из ''Cortex-M3 Programming Manual'', страна 32, 2.3.2 ''Exception types''.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Август 2022#4. задатак|4. задатак, август 2022]]
* [[Микропроцесорски системи/Фебруар 2023#4. задатак|4. задатак, фебруар 2023]]

=== Одређивање изузетка на основу описа ===
У овом типу задатка дат је опис једног типа изузетка у ''Cortex-M3'' процесору, практично преведен из ''Cortex-M3 Programming Manual'', са стране 32, 2.3.2 ''Exception types'', и дато је више назива изузетака за бирање.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Август 2022#2. задатак|2. задатак, август 2022]]
* [[Микропроцесорски системи/Фебруар 2023#2. задатак|2. задатак, фебруар 2023]]

== Други блок ==
=== Пинови за активацију тајмера ===
У овом типу питања траже се пинови чија одговарајућа промена окида односно стартује бројање на одређеном тајмеру микроконтролера. На фигурама са страна 294 и 367 из ''STM32F103 Reference Manual'' можемо видети да у сигналу TRGI учествују <code>TIMx_ETR</code>, <code>TIMx_CH1</code> (преко TI1FP1) и <code>TIMx_CH2</code> (преко TI2FP2), а на странама 178 и 179 можемо пронаћи одговарајућа мапирања пинова за те канале микроконтролера. У теорији, у том сигналу би могао да учествује и сигнал <code>TIMx_CH3</code> (преко XOR кола које улази у TI1) али ово никада није означено као тачан одговор.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Пробни тест 2022#Задатак 3|3. задатак, пробни тест 2022]] (''TIM2'')
* [[Микропроцесорски системи/К2 2022#3. задатак|3. задатак, К2 2022]], 4. задатак, јул 2022 (''TIM1''), 4. задатак, јануар 2023

=== Фреквенција HCLK ===
Постоји неколико варијанти овог питања где је дата фреквенција интерних или екстерних осцилатора а пита се за максималну радну фреквенцију (HCLK). Одговор на ово питање се увек може наћи на фигури 8 са стране 93 од ''STM32F103 Reference Manual'', где ти сигнали такта обично пролазе кроз PLL и евентуално се одсецају на одговарајуће максимуме као што је прописано шемом. Обратити пажњу и на текст испод фигуре!

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Пробни тест 2022#Задатак 4|4. задатак, пробни тест 2022]]
* [[Микропроцесорски системи/Јул 2022#3. задатак|3. задатак, јул 2022]], 3. задатак, јануар 2023
* [[#Питање 3|Некатегорисано питање 3]]

=== Број догађаја пред UEV ===
Овај тип питања пита колико пута се којих догађаја мора десити како би се десио ''Update Event'' (UEV) неког тајмера. Одговор је суштински да треба да се деси за један више пута него што је вредност ''repetition counter'', при бројању навише се дешава ''counter overflow'', док се при бројању наниже дешава ''counter underflow''.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Август 2022#5. задатак|5. задатак, август 2022]]
* [[Микропроцесорски системи/Фебруар 2023#5. задатак|5. задатак, фебруар 2022]]

=== Начин бројања тајмера ===
Иако нема забележеног тачног текста овог питања, може да дође питање да се означи на који начин може да броји тајмер, и на то је потребно одговорити:
# навише,
# наниже, и
# комбиновано.

=== Активирање EXTI преко RTSR ===
Питање пита за вредност EXTI_RTSR регистра која мора бити уписана како би се омогућили прекиди на датим пиновима. На страни 212. од ''STM32F103 Reference Manual'' можемо видети да за сваку ''EXTI'' линију постоји по један бит у ''RTSR'' регистру, док на страни 210. можемо видети да пиновима са индексом 0 одговара линија 0, пиновима са индексом 1 одговара линија 1, и тако даље. На основу тога, поставимо одговарајуће битове броја на основу датих пинова, и то је тражени одговор.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/К2 2022#1. задатак|1. задатак, К2 2022]]

=== ''Auto-reload'' регистар ===
Често умеју да дођу питања где су фигуре 59, 60, 70 или 71 исечене на неком делу и студенти се питају за одговарајуће вредности након исеченог дела. За овакво питање је потребно пронаћи одговарајућу фигуру из документације и видети на који начин измена ''Auto-reload preload'' регистра утиче на ''shadow'' регистар.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/К2 2022#4. задатак|4. задатак, К2 2022]]

=== Магистрале за периферије ===
Могу да дођу питања која питају на којој се магистрали налази одређена периферија. Ова информација се може наћи на неколико места у ''STM32F103 Reference Manual'', а најбоље на страни 50, 3.3 ''Memory map''.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/К2 2022#2. задатак|2. задатак, К2 2022]]

== Трећи блок ==
=== ''USART'' грешке ===
Као једино често теоријско питање из овог блока може се издвојити питање о грешкама приликом спровођења ''USART'' протокола. ''USART'' комуникација изгледа тако што се магистрала држи на вредности 1 док по њој нема комуникације, затим почетни бит поруке има вредност 0 (''start bit''), после њега долази одређен број битова података (дат у задатку) у који је (опционо) укључен и бит парности (последњи међу битовима података), и на крају долази ''stop bit'' који мора имати вредност 1. Овде су могуће две грешке протокола:
* '''Parity error:''' у задатку је дато да ли се ради о парној парности или непарној парности, тако да ако је збир битова података (укључујући и бит парности) паран приликом непарне парности, или непаран приликом парне парности, дошло је до ове грешке.
* '''Framing error:''' ова грешка се десила уколико на месту где треба да стоји ''stop bit'' не стоји вредност 1.

'''Примери питања:'''
* [[Микропроцесорски системи/Јул 2022#5. задатак|5. задатак, јул 2022]], 5. задатак, јануар 2023

== Некатегорисана питања ==
Следећа питања не припадају ниједном року, али спадају у једну од категорија питања изнад.

=== Питање 1 ===
Која вредност се налази у регистру ''R1'' након извршавања дате секвенце асемблерских инструкција? Одговор унети према формату неозначених хексадецималних литерала у ''C'' програмском језику ширине 32 бита.
<syntaxhighlight lang="asm">
mov r0, 6
mov r1, 9
cmp r1, r0
itttt gt
subsgt r1, r1, r0
subsgt r1, r1, 5
addgt r1, r1, r0
subgt r1, r1, #4
</syntaxhighlight>
Приказ очекиваног формата одговора за произвољно одабрану вредност 1 јесте:
 0x00000001
'''Одговор:''' <span class="spoiler" data-solution="text">0xFFFFFFFE</span>

=== Питање 2 ===
Која вредност се налази у регистру ''R1'' након извршавања дате секвенце асемблерских инструкција? Одговор унети према формату неозначених хексадецималних литерала у ''C'' програмском језику ширине 32 бита.
<syntaxhighlight lang="asm">
mov r0, 5
mov r1, 7
cmp r1, r0
ittet gt
subsgt r1, r1, r0
subsgt r1, r1, 3
addle r1, r1, r0
subgt r1, r1, 2
</syntaxhighlight>
Приказ очекиваног формата одговора за произвољно одабрану вредност 1 јесте:
 0x00000001
'''Одговор:''' <span class="spoiler" data-solution="text">0x00000004</span>

'''Напомена:''' <span class="spoiler" data-solution="explanation">на страни 58 у ''Cortex-M3 Programming Manual'', у одељку 3.3.7 ''Conditional execution'', лоше је написан услов за LE суфикс, исправан услов је "Z = 1 or N != V" уместо "Z = 1 and N != V" како је написано у документацији.</span>

=== Питање 3 ===
Колика је максимална радна фреквенција (''HCLK'') микроконтролера ''STM32F103R6'' уколико се користи ''HSE'' осцилатор који на свом излазу производи сигнал такта фреквенције 8MHz? Одговор унети у мегахерцима без навођења ознаке јединице.

'''Одговор:''' <span class="spoiler" data-solution="text">72</span>

'''Објашњење:''' <span class="spoiler" data-solution="explanation">Као што пише на фигури са стране 93 од ''STM32F103 Reference Manual'', ''HSE'' такт може проћи кроз PLL који може да његову фреквенцију помножи до 16 пута, али је максимална фреквенција ''HCLK'' 72MHz, што је мање од 128MHz колико би иначе могло да буде.</span>

[[Категорија:Рокови]]
[[Категорија:Микропроцесорски системи]]