Microinformatique I. Bienvenue au cours. Francesco Mondada Laboratoire de systèmes autonomes I2S - STI - EPFL. Cours Microinformatique I.

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1 Cours Bienvenue au cours Francesco Mondada Laboratoire de systèmes autonomes I2S - STI - EPFL Cours MicroInformatique I 1

2 But du cours: Apprendre à programmer un système embarqué en C ce qui implique la compréhension de: structure du système (documentation technique) fonctionnement d un cross-compilateur code généré par un compilateur en fonction du code C optimisation de code exploitation optimale des ressources embarquées structuration du code Cours MicroInformatique I 2

3 Exemple: Programmation un robot mobile Importance de: structure du système (documentation technique) fonctionnement d un cross-compilateur code généré par un compilateur en fonction du code C optimisation de code exploitation optimale des ressources embarquées structuration du code Cours MicroInformatique I 3

4 Plan du cours en trois parties: 1. Compréhension But: comprendre les mécanismes C / assembleur Période: octobre - décembre Contrôle: test 2. Expérimentation But: mise en pratique sur un robot Période: décembre - janvier 3. Réalisation But: intégration de la matière dans un projet Période: janvier - février Contrôle: miniprojet Détails sur le site web lsa.epfl.ch/education/courses/microinfo/ Cours MicroInformatique I 4

5 Fonctionnement du cours: Ce cours n a pas de polycopié. Il se base sur: Les slides du cours imprimées et distribuées au début de chaque cours (et sur le WEB). Des documents techniques (data sheets, reference manuals ) d usage courant lors de développements de systèmes de ce type. Un résumé d une page fait par 1-2 étudiants (jusqu au vendredi) et corrigé, puis distribué Les TP indispensables pour la compréhension Un corrigé du TP fait par deux étudiants Les supports des anciens cours de C et de microcontrôleurs. Cours MicroInformatique I 5

6 Matériel du cours: Tout le matériel se trouve sur le site WEB: Documents techniques conseillés: MPLAB C30 C Compiler User s Guide Introduction au cross-compilateur, utilisation de GCC pour dspic Documentation dspic (datasheet) Description du microcontrôleur, ses périphériques etc. dspic30f Programmer s Reference Manual Référence pour la programmation du microcontrôleur Cours MicroInformatique I 6

7 Travaux pratiques (TP): Les TP suivent le cours et leur sujet est en direct rapport avec le cours de la semaine. La donnée du TP est sur le site TP sont réalisés par équipes de deux étudiants. Organisation: deux groupes (A/B) de 35 équipes qui s alternent Mardi, 9h-12h Mercredi, 8h-11h Les équipes sont formées au début du semestre et attribuées à un groupe, A ou B. Cours MicroInformatique I 7

8 Introduction au compilateur C Ce cours va se baser sur le compilateur GCC en mode croisé. GCC est le compilateur C du projet GNU, démarré en 1984 pour réaliser un OS similaire à UNIX mais libre. Le développement de GCC a débuté en 1987 et on est actuellement à la version 3. GCC est soumis à la license GPL (General Public License) GCC supporte la grande majorité des processeurs existants à ce jour, est modulaire et permet de la compilation croisée (crosscompilation) pour un grand nombre de cibles. Cours MicroInformatique I 8

9 Structure du compilateur C Cours MicroInformatique I 9

10 Exemples: gcc -o hello hello.c #include <stdio.h> main() { printf("hello World\n"); return (0); } Cours MicroInformatique I 10

11 Exemples: as -o hello.o hello.s.lc0: _main:.section.const,"r".asciz "Hello, world!".text.align 2.global _main ; export.set PA,1 lnk #4 rcall dec2 ulnk return.set w0,[w14] w1,[w14+2] #.LC0,w0 w0,[w15++] iprintf w15,w15 #0,w0 PA,0.end Cours MicroInformatique I 11

12 Exemples: gcc -S hello.c #include <stdio.h> main() { printf("hello World\n"); return (0); } Cours MicroInformatique I 12

13 Cross-compilateur C On parle de cross-compilateur quand le code est généré pour un autre processeur que celui sur lequel tourne le compilateur. Afin de distinguer gcc (propre à l ordinateur) des cross-gcc on ajoute un préfix au nom de gcc. Exemples: arm-linux-gcc pic30-gcc La suite d outils de gcc prennent la même forme (pic30-ld, pic30-as, etc.) Cours MicroInformatique I 13

14 Exemples: Pic30-gcc -S test.c int main() { int i,j,out=0; for(i = 0; i < 10; i++) { for(j = 0; j < 10; j++) { out+=i+j; } } return out; } Cours MicroInformatique I 14

15 int main() { int i,j,out=0; for(i = 0; i < 10; i++) { for(j = 0; j < 10; j++) { out+=i+j; } } return out; }.file "/Users/mondada/TP1/code/test.c".align 2.global _main ; export _main: lnk #6 clr w0 w0,[w14+4] clr w0 w0,[w14].l2: #9,w0 subr w0,[w14],[w15] bra gt,.l3 clr w0 w0,[w14+2].l6: [w14+2],w0 sub w0,#9,[w15] bra gt,.l4 [w14+2],w0 add w0,[w14],w1 [w14+4],w0 add w0,w1,w0 w0,[w14+4] [w14+2],w0 inc w0,w0 w0,[w14+2] bra.l6.l4: inc [w14],[w14] bra.l2.l3: [w14+4],w0 ulnk return.end Cours MicroInformatique I 15

16 TP de cette semaine Utilisation du compilateur en ligne de commande Vérification des étapes de compilation Première lecture du code assembleur généré Vérification des effets des options Cours MicroInformatique I 16