九.输入/输出保护为了支持多任务，80386不仅要有效地实现任务隔离，而且还要有效地控制各任务的输入/输出，避免输入/输出冲突。本文将介绍输入输出保护。 这里下载本文源代码。 <一>输入/输出保护80386采用I/O特权级IPOL和I/O许可位图的方法来控制输入/输出，实现输入/输出保护。 1.I/O敏感指令输入输出特权级(I/O Privilege Level)规定了可以执行所有与I/O相关的指令和访问I/O空间中所有地址的最外层特权级。IOPL的值在如下图所示的标志寄存器中。 标 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O许可位图规定了I/O空间中的哪些地址可以由在任何特权级执行的程序所访问。I/O许可位图在任务状态段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保护方式下的执行条件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 设置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 从I/O地址读出数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 INS 从I/O地址读出字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUT 向I/O地址写数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUTS 向I/O地址写字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 上表所列指令称为I/O敏感指令，由于这些指令与I/O有关，并且只有在满足所列条件时才可以执行，所以把它们称为I/O敏感指令。从表中可见，当前特权级不在I/O特权级外层时，可以正常执行所列的全部I/O敏感指令；当特权级在I/O特权级外层时，执行CLI和STI指令将引起通用保护异常，而其它四条指令是否能够被执行要根据访问的I/O地址及I/O许可位图情况而定(在下面论述)，如果条件不满足而执行，那么将引起出错码为0的通用保护异常。 由于每个任务使用各自的EFLAGS值和拥有自己的TSS，所以每个任务可以有不同的IOPL，并且可以定义不同的I/O许可位图。注意，这些I/O敏感指令在实模式下总是可执行的。 2.I/O许可位图如果只用IOPL限制I/O指令的执行是很不方便的，不能满足实际要求需要。因为这样做会使得在特权级3执行的应用程序要么可访问所有I/O地址，要么不可访问所有I/O地址。实际需要与此刚好相反，只允许任务甲的应用程序访问部分I/O地址，只允许任务乙的应用程序访问另一部分I/O地址，以避免任务甲和任务乙在访问I/O地址时发生冲突，从而避免任务甲和任务乙使用使用独享设备时发生冲突。 因此，在IOPL的基础上又采用了I/O许可位图。I/O许可位图由二进制位串组成。位串中的每一位依次对应一个I/O地址，位串的第0位对应I/O地址0，位串的第n位对应I/O地址n。如果位串中的第位为0，那么对应的I/O地址m可以由在任何特权级执行的程序访问；否则对应的I/O地址m只能由在IOPL特权级或更内层特权级执行的程序访问。如果在I/O外层特权级执行的程序访问位串中位值为1的位所对应的I/O地址，那么将引起通用保护异常。 I/O地址空间按字节进行编址。一条I/O指令最多可涉及四个I/O地址。在需要根据I/O位图决定是否可访问I/O地址的情况下，当一条I/O指令涉及多个I/O地址时，只有这多个I/O地址所对应的I/O许可位图中的位都为0时，该I/O指令才能被正常执行，如果对应位中任一位为1，就会引起通用保护异常。 80386支持的I/O地址空间大小是64K，所以构成I/O许可位图的二进制位串最大长度是64K个位，即位图的有效部分最大为8K字节。一个任务实际需要使用的I/O许可位图大小通常要远小于这个数目。 当前任务使用的I/O许可位图存储在当前任务TSS中低端的64K字节内。I/O许可位图总以字节为单位存储，所以位串所含的位数总被认为是8的倍数。从前文中所述的TSS格式可见，TSS内偏移66H的字确定I/O许可位图的开始偏移。由于I/O许可位图最长可达8K字节，所以开始偏移应小于56K，但必须大于等于104，因为TSS中前104字节为TSS的固定格式，用于保存任务的状态。 1.I/O访问许可检查细节保护模式下处理器在执行I/O指令时进行许可检查的细节如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，则直接转步骤(8)；(2)取得I/O位图开始偏移；(3)计算I/O地址对应位所在字节在I/O许可位图内的偏移；(4)计算位偏移以形成屏蔽码值，即计算I/O地址对应位在字节中的第几位；(5)把字节偏移加上位图开始偏移，再加1，所得值与TSS界限比较，若越界，则产生出错码为0的通用保护故障；(6)若不越界，则从位图中读对应字节及下一个字节；(7)把读出的两个字节与屏蔽码进行与运算，若结果不为0表示检查未通过，则产生出错码为0的通用保护故障；(8)进行I/O访问。设某一任务的TSS段如下： TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;对应I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;对应I/O端口40H—47H DB 01100000B ;对用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;对应I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位图结束字节TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假设IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常执行，有些会引起通用保护异常： in al,21h ;(1)正常执行 in al,47h ;(2)引起异常 out 20h,al ;(3)正常实行 out 4eh,al ;(4)引起异常 in al,20h ;(5)正常执行 out 20h,eax ;(6)正常执行 out 4ch,ax ;(7)引起异常 in ax,46h ;(8)引起异常 in eax,42h ;(9)正常执行 由上述I/O许可检查的细节可见，不论是否必要，当进行许可位检查时，80386总是从I/O许可位图中读取两个字节。目的是为了尽快地执行I/O许可检查。一方面，常常要读取I/O许可位图的两个字节。例如，上面的第(8)条指令要对I/O位图中的两个位进行检查，其低位是某个字节的最高位，高位是下一个字节的最低位。可见即使只要检查两个位，也可能需要读取两个字节。另一方面，最多检查四个连续的位，即最多也只需读取两个字节。所以每次要读取两个字节。这也是在判别是否越界时再加1的原因。为此，为了避免在读取I/O许可位图的最高字节时产生越界，必须在I/O许可位图的最后填加一个全1的字节，即0FFH。此全1的字节应填加在最后一个位图字节之后，TSS界限范围之前，即让填加的全1字节在TSS界限之内。 I/O许可位图开始偏移加8K所得的值与TSS界限值二者中较小的值决定I/O许可位图的末端。当TSS的界限大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图的有效部分就有8K字节，I/O许可检查全部根据全部根据该位图进行。当TSS的界限不大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图有效部分就不到8K字节，于是对较小I/O地址访问的许可检查根据位图进行，而对较大I/O地址访问的许可检查总被认为不可访问而引起通用保护故障。因为这时会发生字节越界而引起通用保护异常，所以在这种情况下，可认为不足的I/O许可位图的高端部分全为1。利用这个特点，可大大节约TSS中I/O许可位图占用的存储单元，也就大大减小了TSS段的长度。 <二>重要标志保护输入输出的保护与存储在标志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相关，显然不能允许随便地改变IOPL，否则就不能有效地实现输入输出保护。类似地，对EFLAGS中的IF位也必须加以保护，否则CLI和STI作为敏感指令对待是无意义的。此外，EFLAGS中的VM位决定着处理器是否按虚拟8086方式工作。 80386对EFLAGS中的这三个字段的处理比较特殊，只有在较高特权级执行的程序才能执行IRET、POPF、CLI和STI等指令改变它们。下表列出了不同特权级下对这三个字段的处理情况。 不同特权级对标志寄存器特殊字段的处理 特权级 VM标志字段 IOPL标志字段 IF标志字段 CPL=0 可变(初POPF指令外) 可变 可变 0 不变 不变 可变 CPL>IOPL 不变 不变 不变 从表中可见，只有在特权级0执行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相对于IOPL同级或更内层特权级执行的程序才可以修改IF位。与CLI和STI指令不同，在特权级不满足上述条件的情况下，当执行POPF指令和IRET指令时，如果试图修改这些字段中的任何一个字段，并不引起异常，但试图要修改的字段也未被修改，也不给出任何特别的信息。此外，指令POPF总不能改变VM位，而PUSHF指令所压入的标志中的VM位总为0。 <三>演示输入输出保护的实例(实例九)下面给出一个用于演示输入输出保护的实例。演示内容包括：I/O许可位图的作用、I/O敏感指令引起的异常和特权指令引起的异常；使用段间调用指令CALL通过任务门调用任务，实现任务嵌套。 1.演示步骤实例演示的内容比较丰富，具体演示步骤如下：(1)在实模式下做必要准备后，切换到保护模式；(2)进入保护模式的临时代码段后，把演示任务的TSS段描述符装入TR，并设置演示任务的堆栈；(3)进入演示代码段，演示代码段的特权级是0；(4)通过任务门调用测试任务1。测试任务1能够顺利进行；(5)通过任务门调用测试任务2。测试任务2演示由于违反I/O许可位图规定而导致通用保护异常；(6)通过任务门调用测试任务3。测试任务3演示I/O敏感指令如何引起通用保护异常；(7)通过任务门调用测试任务4。测试任务4演示特权指令如何引起通用保护异常；(8)从演示代码转临时代码，准备返回实模式；(9)返回实模式，并作结束处理。
上传时间： 2013-12-11
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基于单片机的汽车多功能报警系统设计The Design of Automobile Multi-function AlarmingBased on Single Chip Computer刘法治赵明富宁睡达(河 南 科 技 学 院 ，新 乡 453 00 3)摘要介绍了一种基于单片机控制的汽车多功能报警系统，它能对汽车的润滑系统油压、制动系统气压、冷却系统温度、轮胎欠压及防盗进行自动检测，并在发现异常情况时，发出声光报警。阐述了该报警系统的硬件组成及软件设计方法。关键词单片机传感器数模转换报警Abstract Am ulti-fimctiona utomobilea larnungs ystemb asedo ns inglec hipc omputerco ntorlis in torducedin th isp aper.Th eo ilpr essuero flu bricatesystem, air pressure of braking system, temperature of cooling system, under pressure of tyre and guard against theft， detected automaticaly场thesystem. Audio and visual alarms wil be provided under abnormal conditions厂The hardware composition and software design of the system， described.Keywords Singlec hipc omputer Sensor Digital-t-oanaloguec onversion Alarmin 汽车多功能报苦器硬件系统设计根据 系 统 实际需要和产品性价比，选用ATMEL公司新生产的采用CMOs工艺的低功耗、高性能8位单片机AT89S52作为系统的控制器。AT89S52的片内有8k Bytes LSP Flash闪烁存储器，可进行100(〕次写、擦除操作;256Bytes内部数据存储器(RAM);3 2 根可编程输N输出线;2个可编程全双工串行通道;看门狗(WTD)电路等。系统由传感器、单片机、模数转换器、无线信号发射电路、指示灯驱动电路、声光报警驱动电KD一9563，发出三声二闪光。并触发一个高电平，驱动无线信号发射电路。
上传时间： 2013-11-09
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这是一本关于Intel 80C51 以及广大的51 系列单片机的书这本书介绍给读者一些新的技术使你的8051 工程和开发过程变得简单请注意这本书的目的可不是教你各种8051 嵌入式系统的解决方法为使问题讨论更加清晰在适当的地方给出了程序代码我们以讨论项目的方法来说明每章碰到的问题所有的代码都可在附带的光盘上找到你必须熟系C 和8051 汇编因为本书不是一本C 和汇编的指导书你可以买到不少关于ANSI C 的书最佳选择当然是Intel的数据书可从你的芯片供应商处免费索取和随编译工具附送的手册附送光盘中有我为这本书编写和收集的程序这些程序已经通过测试这并不意味着你可以随时把这些程序加到你的应用系统或工程中有些地方必须首先经过修改才能结合到你的程序中这本书将教你充分使用你的工具如果你只有8051 的汇编程序你也可以学习该书和使用这些例子但是你必须把C 语言的程序装入你的汇编程序中这对懂得C 语言和8051汇编程序指令的人来说并不是一件困难的事如果你有C 编译器的话那恭喜你使用C 语言进行开发是一个好的决定你会发现使用C 进行开发将使你的工程开发和维护的时间大大减少如果你已经拥有Keil C51 那你已经选择了一个非常好的开发工具我发现Keil 软件包能够提供最好的支持本书支持Keil C 的扩展如果你有其它的开发工具像Archimedes 和Avocet 这本书也能很好地为你服务但你必须根据你所用的开发工具改变一些Keil 的特殊指令在书的一些地方有硬件图实例程序在这些硬件上运行这些图绘制地不是很详细主要是方框图但足以使读者明白软件和硬件之间的接口读者应该把这本书看成工具书而不是用来学习各种系统设计通过本书你可以了解给定一定的硬件和软件设计之后8051 的各种性能希望你能从本书中获取灵感并有助于你的设计使你豁然开朗当然我希望你也能够从本书中学到有用的知识使之能够提升你的设计 8051 系列微处理器基于简化的嵌入式控制系统结构被广泛应用于从军事到自动控制再到PC 机上的键盘上的各种应用系统上仅次于Motorola 68HC11 在 8 位微控制器市场上的销量很多制造商都可提供8051 系列单片机像Intel Philips Siemens 等这些制造商给51 系列单片机加入了大量的性能和外部功能像I2C 总线接口模拟量到数字量的转换看门狗PWM 输出等不少芯片的工作频率达到40M 工作电压下降到1.5V 基于一个内核的这些功能使得8051 单片机很适合作为厂家产品的基本构架它能够运行各种程序而且开发者只需要学习这一个平台8051 系列的基本结构如下1 一个8 位算术逻辑单元2 32 个I/O 口4 组8 位端口可单独寻址3 两个16 位定时计数器4 全双工串行通信5 6 个中断源两个中断优先级6 128 字节内置RAM7 独立的64K 字节可寻址数据和代码区每个8051 处理周期包括12 个振荡周期每12 个振荡周期用来完成一项操作如取指令和计算指令执行时间可把时钟频率除以12 取倒数然后指令执行所须的周期数因此如果你的系统时钟是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒执行的指令个数为921583条指令取倒数将得到每条指令所须的时间1.085ms
上传时间： 2013-11-09
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多功能数字钟， 自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，人们对它的功能又提出了新的要求，怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。本方案设计的多功能电子钟除了传统的显示时间功能之外还可以测试温度、电网频率、电压、并提供了过压报警、非接触止闹等功能。其中温度采用AD590温度传感器电路测得，非接触止闹则采用红外控制技术实现。
上传时间： 2014-12-28
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atmega8原理与及应用手册,ATmega8 是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高档单片机。在AVR家族中，ATmega8是一种非常特殊的单片机，它的芯片内部集成了较大 容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备AVR高档单片机MEGE系列的全部性能和特点。但由于采用了小引脚封装（为DIP 28和TQFP/MLF32），所以其价格仅与低档单片机相当，再加上AVR单片机的系统内可编程特性，使得无需购买昂贵的仿真器和编程器也可进行单片机 嵌入式系统的设计和开发，同时也为单片机的初学者提供了非常方便和简捷的学习开发环境。 ATmega8的这些特点，使其成为一款具有极高性能价格比的单片机，深受广大单片机用户的喜爱，在产品应用市场上极具竞争力，被很多家用电器厂商和仪器仪表行业看中，从而使ATmega8迅速进入大批量的应用领域。 ATmega系列单片机属于AVR中的高档产品，它承袭了AT90所具有的特点，并在AT90（如 AT9058515、AT9058535）的基础上，增加了更多的接口功能，而且在省电性能。稳定性、抗干扰性以及灵活性方面考虑得更加周全和完善。 ATmega8 是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。AVR单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，所有的工作寄存器都与ALU（算术逻辑单元）直接相连，实 现了在一个时钟周期内执行的一条指令同时访问（读写）两个独立寄存器的操作。这种结构提高了代码效率，使得大部分指令的执行时间仅为一个时钟周期。因此， ATmega8可以达到接近1MIPS/MHz的性能，运行速度比普通CISC单片机高出10倍。
上传时间： 2013-11-08
上传用户：朗朗乾坤
ADI公司多功能电表资料
上传时间： 2013-12-08
上传用户：peterli123456
用ModelSimSE进行功能仿真和时序仿真的方法（ALTERA篇）
标签： ModelSimSE ALTERA 功能仿真 时序仿真
上传时间： 2013-10-20
上传用户：hehuaiyu
通过对LCD1602/LCD12864显示模块控制时序和指令集的对比分析，利用Verilog HDL描述语言完成了多功能LCD显示控制模块的IP核设计．所设计的LCD显示控制器具有很好的可移植性，只需通过端口的使能参数配置便可以驱动LCD1602/LCD12864模块实现字符或图形的实时显示，并且该多功能LCD控制器的可行性也在Cyclone II系列的EP2C5T144C8 FPGA芯片上得到了很好的验证．
上传时间： 2014-06-23
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基于Altera公司FPGA芯片EP2C8Q208，嵌入MC8051 IP Core，用C语言对MC8051 IP Core进行编程，以其作为控制核心，实现系统控制。在FPGA芯片中，利用Verilog HDL语言进行编程，设计了以MC8051 IP Core为核心的控制模块、计数模块、锁存模块和LCD显示模块等几部分，实现了频率的自动测量，测量范围为0.1Hz~50MHz，测量误差0.01%。并实现测频率、周期、占空比等功能。
上传时间： 2013-10-14
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This white paper discusses how market trends, the need for increased productivity, and new legislation have accelerated the use of safety systems in industrial machinery. This TÜV-qualified FPGA design methodology is changing the paradigms of safety designs and will greatly reduce development effort, system complexity, and time to market. This allows FPGA users to design their own customized safety controllers and provides a significant competitive advantage over traditional microcontroller or ASIC-based designs. Introduction The basic motivation of deploying functional safety systems is to ensure safe operation as well as safe behavior in cases of failure. Examples of functional safety systems include train brakes, proximity sensors for hazardous areas around machines such as fast-moving robots, and distributed control systems in process automation equipment such as those used in petrochemical plants. The International Electrotechnical Commission’s standard, IEC 61508: “Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems,” is understood as the standard for designing safety systems for electrical, electronic, and programmable electronic (E/E/PE) equipment. This standard was developed in the mid-1980s and has been revised several times to cover the technical advances in various industries. In addition, derivative standards have been developed for specific markets and applications that prescribe the particular requirements on functional safety systems in these industry applications. Example applications include process automation (IEC 61511), machine automation (IEC 62061), transportation (railway EN 50128), medical (IEC 62304), automotive (ISO 26262), power generation, distribution, and transportation. 图Figure 1. Local Safety System
上传时间： 2013-11-05
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