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Objectifs

Apprendre l'assembleur ARM, programmer les coprocesseurs des SoC "System on Chip" ARM9 et Cortex-A et Cortex-M, mettre en œuvre un moniteur pour Trustzone.

Matériel

Les travaux pratiques du stage Linux embarqué sont réalisés sur:

• Ordinateur portable ou station de travail sous Debian (RedHat ou Fedora sur demande(*)).

(*) Attention ces modifications peuvent entrainer une modification des themes abordés.

Participants

Cette formation s'adresse aux développeurs de firmware ou de logiciels bas niveau pour architecture ARM ainsi qu'aux architectes désirant connaître les "System on Chip" ARM

Pré-requis

Connaissances de base de la programmation et des micro-processeurs. La connaissance du système Linux facilitera la mise en oeuvre des travaux pratiques.

Programme

• INTRODUCTION A ARM

• • Présentation de l'architecture ARM : de v5 à v7.
  • Le processeur ARM, fonctionnement, les registres.
  • Les instructions ARM. L'architecture load/store.
  • Architecture ARMv5 : TCM, Jazelle, domaines, MMU.
  • Architecture ARMv7 : caches, mode monitor, trustzone.
  • Travaux pratiques
  • Prise en main de l'environnement de développement. Compilateur, éditeur de liens et simulateur. Ecriture d'un programme ARM.

• PRESENTATION DE L'ASSEMBLEUR ARM

• • Les opérations de base de l'assembleur ARM.
  • L'exécution conditionnelle et les branches.
  • Les opérations arithmétiques et logiques.
  • Accès à la mémoire, la gestion des piles.
  • Les opérations atomiques.
  • Le mode THUMB
  • Travaux pratiques
  • Ecriture de différents petits programmes en assembleur ARM.

• INTERFACE C ET ASSEMBLEUR ARM

• • Utiliser l'assembleur ARM pour optimiser les applications.
  • Intégration de routines assembleur dans un programme C.
  • Bibliothèques de fonctions assembleur.
  • Travaux pratiques
  • Ecriture d'une bibliothèque de synchronisation de threads en assembleur.

• GESTION DES EXCEPTIONS ET DES PERIPHERIQUES

• • La gestion des exceptions et des interruptions par le processeur ARM.
  • Le vecteur d'interruption.
  • Les diff
    
    entes façons de gérer une interruption.
  • Présentation de quelques périphériques standard, PIC, timer, UART.
  • Travaux pratiques
  • Mise en oeuvre d'une interruption timer sur une carte versatile.

• PROGRAMMATION SYSTEME ARM9

• • La gestion du processeur par un OS.
  • Modes de fonctionnement. Passage en mode superviseur.
  • Gestion du CPSR et des coprocesseurs.
  • Le coprocesseur système CP15.
  • La gestion de la MMU, des domaines et des caches.
  • Les barrières, la Tiny Coupled Memory, le Fast Context Switch.
  • Travaux pratiques
  • Passage en mode superviseur et retour en mode utilisateur. Construction d'un mini-OS, activation de la protection mémoire par domaines.

• PROGRAMMATION SYSTEME CORTEX-A

• • Le Cortex A pour sécuriser les applications sensibles.
  • Mise en oeuvre de la protection par trustzone.
  • Mise en oeuvre d'un moniteur sécurisé.
  • Gestion des coprocesseurs, de la MMU et des caches L1 et L2.

• FCSE et ASID.

• • Travaux pratiques
  • Passage en mode moniteur et gestion d'un mini OS. Activation de la protection mémoire par trustzone.

• PROGRAMMATION SYSTEME CORTEX-M

• • Le Cortex-M pour développer rapidement une application embarquée.
  • Le boot du Cortex-M
  • Spécificité pour la gestion des exceptions sur Cortex-M
  • Gestion des coprocesseurs, de la MPU et des caches L1 et L2.
  • Travaux pratiques
  • Ecriture d'une mini-application sur le Cortex-M.