نصب و راه اندازی KTechLab برای پروژه های الکترونیک

پروژه های الکترونیک، مثل طراحی مدار، مدارهای منطقی، الکترونیک دیجیتال و … ، همه معمولا توسط نرم افزار Proteus و در سیستم عامل ویندوز انجام میشن. پروتئوس نرم افزار کامل و جامعیه و همه چی هم داره. شما میتونید به سادگی یک پروژه میکروکنترلری در پروتئوس پیاده سازی و اجرا کنید و مطمئن باشید نتیجه‌ای که میگیرید، تا حد بسیار زیاد و قابل قبولی، شبیه نتیجه‌ایه که در پیاده‌سازی حقیقی از پروژه خواهید داشت.

اما مشکلی که اکثر کاربران لینوکس دارند، اینه که پروتئوس نسخه لینوکس نداره. اجرای اون روی واین هم زیاد چنگی به دل نمیزنه و گذشته از اون، همه هم سیستمی ندارند که ماشین مجازی رو تحمل و ساپورت کنه، پس نتیجتا اکثر افرادی که پروژه های الکترونیک انجام میدن، یک سیستم عامل ویندوز هم کنار لینوکسشون دارند. امروز تصمیم داشتم که یک پروژه‌ای رو آزمایش کنم و میخواستم ببینم که روی اوبونتو، چه ابزاری نصب دارم. طبق معمول به دنبال Logisim گشتم ولی فهمیدم که هنوز نسخه جدیدش رو دانلود نکردم. پس، گفتم بهتره سرچ کنم و به نتیجه مطلوب برسم.

در نتیجه جست و جو، به KTechLab رسیدم. گرچه اسمش برام آشنا بود ولی هیچوقت ازش استفاده نکرده بودم. گفتم که بهتره الان به دنبالش باشم و ازش کمی (حتی شده آزمایشی) استفاده کنم. شاید، نتیجه‌ای که خواستم رو گرفتم. خب، خوشبختانه این نرم افزار اون چیزایی که میخواستم رو داشت. این هم تصویری از محیطش :

و الان یک سوال پیش میاد :

چطور نصبش کنیم؟

من اسمش رو جست و جو کردم و به وبسایتش رسیدم (لینک) و بعد سورس کدش رو دانلود کردم. اما فهمیدم که برای نصبش نیاز به cmake دارم، پس اون رو نصب کردم :


کد   
sudo apt install cmake

و بعد از نصب این، کمی گشتم تا ببینم چه پیش‌نیازهایی داره، سپس اونا رو نصب کردم :


کد   
sudo apt install git kdelibs5-dev kdevplatform-dev qt4-dev-tools cmake libglib2.0-dev

بعد از نصب، فایل فشرده حاوی سورس کد رو از حالت فشرده درآوردم، درون پوشه سورس یک پوشه به اسم build ساختم و به ترتیب این سه دستور رو زدم :


کد   
cmake ..
make
sudo make install

و در آخر، دیدم که KTechLab به لیست نرم افزارهای نصب شده اضافه شده.

در آینده، در مورد این که این نرم افزار چطوره و کجاها به درد میخوره، بیشتر خواهم نوشت. امیدوارم این پست مفید واقع شده باشه، موفق باشید 🙂

Share

شروع مجدد در سال نو؟

با سلام. قبل از هرچیزی سال جدید رو به همه خوانندگان وبلاگ تبریک میگم و امیدوارم تعطیلات نوروز و سال خوبی رو داشته باشید. مدتیه که خیلی در وبلاگ مطلب نمی‌نویسم و هروقت متن طولانی و درخور توجهی به ذهنم میرسه، دست به قلم (؟ یا کی‌بورد؟) میشم و در این گوشه اینترنت، چیزی که در ذهنم میگذره رو مینویسم. این پست کمی متفاوت از پستهای قدیمی خواهد بود، چرا که موضوع خاصی نداره و فقط مروری بر تصمیمات چندروز اخیر خودمه 🙂

داستان از اینجا شروع میشه که چهارساله که دارم در مقطع کارشناسی «مهندسی کامپیوتر» و گرایش «سخت افزار» تحصیل میکنم. اونقدری به پایانش نمونده و موقعی رسیده که واقعا باید یک سری علامت سوال از ذهن و زندگی من، رفع بشه. چه علامت سوالهایی؟ مثل این که آیا واقعا قصد دارم تحصیلات عالیه داشته باشم؟ آیا قصد دارم همین کامپیوتر رو ادامه بدم؟ آیا قصد دارم رشته دیگری رو از صفر شروع کنم؟ و هزاران سوال دیگر. سوالاتی که شاید ذهن خیلی هایی که در مقطعی حساس از زندگیشون هستند رو درگیر کنه. همین الان که این پست رو می‌نویسم، دوستی که به مباحث علوم انسانی علاقه داره (و کامپیوتر میخونه) از من پرسید «به نظرت انصراف بدم برم جامعه شناسی بخونم؟» و خب بعد کلی بحث نتیجه‌ش شد که فعلا دست از این کار بکشه (بعدا در مورد این موضوع هم مفصل توضیح میدم در وبلاگ!)

قبل از این که این سوالات پیش بیاد باید یک علامت سوال بزرگتر رو رفع میکردم. این که «چرا کامپیوتر یک باره فرع زندگی من شد؟»! فکر کنم هرکسی که این وبلاگ رو از مرداد ۹۰ (یا ۹۱؟) خونده باشه و قبلتر من رو از وبلاگهای قبلی، فروم اوبونتو یا حتی انجمن آیفون بشناسه، می‌دونه که من شدیدا علاقمند به مباحث علوم و مهندسی کامپیوتر بودم (و هستم! و حتی با تقریب درست و زیادی خواهم بود 😀 ) ولی مدتهاست در این زمینه خبری از من نیست. نه به شکل قدیم پروژه هایی رو تعریف میکنم و پیش می‌برم، و نه مثل قدیم به صورت فعال وسط بحث های تخصصی حضور پیدا میکنم و سعی میکنم یاد بگیرم.
موضوع از اینجا شروع میشه که مدت زیادیه که از پروژه های کامپیوتری دور شدم و به «موسیقی» رو آوردم. موسیقی خوب و لذتبخشه و حقیقتا لازمه که هر آدمی، درجه خاصی از هنرمندی رو در خودش داشته باشه. حالا یا موسیقی یا خوش‌نویسی یا نقاشی یا آشپزی و … . مهم این نیست که شما چقدر وقت صرف هنر میکنید، موضوع اینه که میخواید عنوان اصلی شما در جامعه «هنرمند» باشه؟ یا مثلا «مهندس»؟ خب طبیعیه که من بعنوان کسی که مهندسی میخونه (و حقیقتا کم هم بابت این عنوان مهندس خرج نشده، چه هزینه دانشگاه چه وقتی که صرف شده) و رشته انتخابیش رو دوست داره، دوست دارم قبل از این که بهم بگن «هنرمند»، «مهندس» خطابم کنن.

موسیقی ذهن من رو درگیر کرد، آهنگسازی رو در این مدت یاد گرفتم (به صورت درست و علمی)، دوباره کلاس گیتار رفتم، حتی قطعاتی که ساخته بودم رو در اینترنت منتشر کردم و … . ولی این توانایی در آهنگسازی رو از کجا آوردم؟ به نظرم بخاطر تسلطی که روی کامپیوتر داشتم. اگر به این اندازه به زیر و بم کامپیوتر وارد نبودم (گرچه ادعایی هم ندارم درش)، نمیتونستم توی نرم افزاری مثل FL Studio راه بیفتم و کارایی مثل ساخت موسیقی الکترونیک، میکس و مستر و … رو یاد بگیرم. حتی استفاده از گیتار الکتریکم بعنوان یک MIDI Synthesizer .

خب برگردیم به موضوع! این «شروع مجدد» چه چیزی میتونه باشه؟ به خودم قول دادم که در این ایام نوروز، که ماشالله ترکش های تعطیلیش تا اول اردیبهشت هم اصابت میکنه 😂 ، یکی از موضوعات مرتبط با رشته‌م رو مطالعه کنم، و سعی کنم تا جای قابل قبولی فرایند یادگیری و تمرین رو براش انجام بدم. حالا یا دوباره یکی از موضوعات مورد علاقم رو میخونم (سیستم عامل، معماری کامپیوتر، ریزپردازنده و …) یا این که یک موضوع جدید رو باز میکنم و سعی میکنم درش به یه حداقلی برسم (که میتونه از برنامه نویسی جاوا یا آندروید رو شامل بشه تا شبکه های عصبی و پردازش موازی یا حتی متدهای رسمی در مهندسی نرم افزار :|) و احتمالا کل امسال رو وقف همون موضوع کنم و در تابستان هم بتونم یک مقدار نوآوری درش داشته باشم!

نتیجه‌ش چه خواهد شد؟ این که من باز به اون اصالت کامپیوتری خودم برگردم. وقتی قراره به عنوان «مهندس» در جامعه حضور داشته باشم نیاز به «دید مهندسی» هم دارم، و دید مهندسی هم چیزی نیست که الکی و یک شبه به دست بیاد. پس امیدوارم امسال، برای من سال «دید مهندسی» و «مهندس بهتر شدن» باشه 🙂

Share

میکروکنترلرها، طراحی و پیاده سازی – ریلیز شد!

قریب به دو سال هست که دارم روی معماری کامپیوتر و پیاده سازی یک کامپیوتر ساده به شکل های مختلف، تحقیق میکنم. تابستان پارسال تصمیم گرفتم که تجربیاتم رو قدم به قدم مکتوب کنم و با دیگران به اشتراک بذارم. همینطور که مطالعه میکردم، شبیه سازی میکردم و به نتیجه ای می‌رسیدم، کم کم یادداشت میکردم و در زمان هایی که پیش می اومد، با یک قالب کلی و به زبان انگلیسی، به صورت سازمان یافته و دسته‌بندی شده درشون می‌آوردم.

سرفصل های کتاب :

فصل اول : میکروکنترل چیست؟
در این فصل کلیت یک میکروکنترلر و این که چه بخش هایی درونش به کار رفته، توضیح داده شده.

فصل دوم : چطور با کامپیوتر حرف بزنیم
در این بخش در مورد زبان های برنامه نویسی و مبناهای عددی و فضای ذخیره سازی دیتا صحبت شده.

فصل سوم : عملیات محاسباتی
در این فصل در مورد انجام عملیات ریاضی در مبنای دو صحبت شده.

فصل چهارم : عملیات منطقی
در این فصل در مورد جبر بول و نحوه انجام عملیات بولین صحبت شده.

فصل پنجم : مدارهای منطقی
اینجا، اومدیم و یه سری گیت های پایه رو بررسی کردیم. همینطور در مورد گیت های مادر صحبت کردیم.

فصل ششم : مدارهای ترکیبی
در این فصل، از ترکیب مدارهای فصل پنجم منطق های جدید ساختیم و چیزای جدید تر پیاده کردیم

فصل هفتم : نخستین کامپیوتر
در این فصل، هف اددر و فول اددر ساختیم، یه ماشین جمع ساده درست کردیم باهاش.

فصل هشتم : حافظه
اینجا رسیدیم به مدارهای ترتیبی و حافظه ای، در اینجا لچ S-R رو ساختیم، در مورد لچ Active High و Active Low توضیح دادیم.

فصل نهم : رجیستر فایل
اینجا چندین رجیستر رو چیدیم کنار هم و یک رجیستر فایل طراحی کردیم.

فصل دهم : معماری کامپیوتر
اینجا با کلیت معماری کامپیوتر و مفاهیم تئوری قضیه آشنا شدیم. چیزایی که لازمه برای یادگیری معماری بلد بود رو آوردیم اینجا.

فصل یازدهم : طراحی، ماشین جمع کننده پیشرفته
اینجا به کامپیوتر ساده فصل هفتم، که فقط جمع میکرد رجیستر و بلاک حافظه ای اضافه میکنیم.

فصل دوازدهم : کامپیوتر (تئوری)
در اینجا به صورت تئوری و روی کاغذ کامپیوتر اصل کاری طراحی شده. تصمیم گیری شده که چه کارهایی انجام بده و «سازمان کامپیوتر» در این نقطه مشخص شده.

فصل سیزدهم : واحد محاسبه و منطق
در این فصل، واحد محاسبه و منطقی برای کامپیوتر خودمون طراحی کردیم، و در مورد Instruction Code ها تصمیم گیری کردیم.

فصل چهاردهم : ساختار برنامه
اینجا برای برنامه پذیر شدن کامپیوتر خودمون تصمیم گیری کردیم و ساختار برنامه ها در زبان ماشین رو تعیین کردیم.

فصل پانزدهم : میکروکنترلر
اینجا بخش های لازم رو کنار هم چیدیم و در نهایت رسیدیم به یه میکروکنترلر فوق العاده ساده.

فصل شانزدهم : برنامه نویسی و سیستم عامل
در اینجا نگاه اجمالی داشتیم به نوشتن برنامه و سیستم عامل برای کامپیوتر خودمون.

فصل هفدهم : نیمه تاریک ماه
در این قسمت، وارد مباحث دیجیتالی و پیاده سازی فیزیکی کامپیوتر شدیم. چیزایی که برای دانشجوهای سخت افزار آشناس ولی نرم افزاری ها یکم در شناختش مشکل دارن. به همین خاطر هم اسمش شده این.

برای دانلود PDF هم میتونید از این لینک استفاده کنید.

Share

پیشنهادهای شما برای پیاده سازی یک ایده سخت افزاری

با سلام. خیلی وقت بود وبلاگ نویسی نکرده بودم و حالا پس از مدتها اومدم که بنویسم! شاید بگید الان که فرجه امتحانات هست و بهتره برم به زندگیم برسم، ولی خب توی همین فرجه هم وقت آزاد فراوان هست.

بگذریم، جادی چند وقت پیش در مورد ایده ای که بشه ازش استارتاپ ساخت صحبت کرد. البته ایده و همچنین پیاده سازی که بعد ها به کار گرفت یا همون استارتاپ بستون، کاملا نرم افزاری و بر پایه وب پیش رفت. حالا چرا من اینجا دارم این مطلب رو مینویسم؟

توی پست های جادی چند مساله جالب به چشم میخوره، اولیش اینه «چی نداریم؟! آیا وسیله ای هست اون کار رو انجام بده؟ اگر نیست، خودم میسازمش». و دومین نکته هم «پیاده سازی ایده و تبدیل کردنش به استارتاپ و حتی تا حدی به پول رسوندنش، اونقدر ها هم که فکر میکنیم سخت نیست». و حتی شاید سومیش این باشه که «معطل نکن، شروع کن به پیاده سازی». خب، حالا بیایم ببینم که من میخوام چی کار کنم؟ جادی به من ایده داد که ایده جمع کنم برای یک محصول سخت افزاری! اما محصولی که بشه به در یک مدت زمان نه چندان کوتاهی پیاده سازیش کرد و بعد ازش به پول رسید (بر خلاف StrongPC که بیشتر فاز تحقیقی داره).

ایده هایی که در ذهن خودم هستن اینان :

  • پیاده سازی یه دستگاه ساده با استفاده از میکروکنترلرهایی که توی بازار موجودند، و روبرو شدن با چالش هایی مثل مطالعه معماری، برنامه نویسی برای ریزپردازنده، طراحی مدارهای واسط و … .
  • پیاده سازی یه دستگاه ساده با استفاده از آردوینو و ماژول هاش
  • پیاده سازی یک دستگاه ساده IoT طور با استفاده از Cubieboard یا رزبری
  • و …

حالا از شماها که این پست رو میخونید، میخوام در این باره کمک بدید. اول این که «دستگاه ساده» چی میتونه باشه (مثلا ساعت؟! تقویم رومیزی؟ سیستم اطفاء حریق و …) و دوم این که با چی و چطوری پیاده سازی بشه. بعد از این که ایده مشخص بشه، مرحله مرحله پیاده سازیش در همین وبلاگ، گزارش میشه.

Share

FreeBSD 11.0-RC1 – نخستین دیدار

امروز بعد از مدتها به وبسایت محبوب و معروف دیستروواچ سر زدم و دیدم که یکی از سیستم عامل های محبوبم یعنی FreeBSD یک نسخه نامزد انتشار منتشر کرده!

خب با خوشحالی تمام دانلودش کردم.

اولین چیزی که در FreeBSD 11 برام جالب شد، این بود که توی نصاب خیلی ریز شده بودن و سوال پرسیده بودن، یعنی عمده پیکربندی رو جزئی از نصاب کردن که این خودش یک پوئن مثبت در نوع خودش محسوب میشه. و یک پیشرفت خیلی بزرگ، چون عمده کاربران FreeBSD مدیران سیستم ها هستند، پس این تیپ پیکربندی هنگام نصب بدرد میخوره.

خب، بعد نصب، تصمیم گرفتم اول pkg رو راه بندازم. بعد nano رو نصب کردم (ادیتور محبوب من در CLI ! یه چیز تنبل پسند و عالی!) ، بعدش تصمیم گرفتم دسکتاپ رو راه اندازی کنم. دیدم توی هندبوک، به gnome3 اشاره شده، اونجا بود که فهمیدم احتمالا گنوم شل دوست داشتنیمون هم اومده به FreeBSD . پس gnome3 رو نصب کردم و این خطوط رو به rc.conf افزودم :

کد   
dbus_enable="YES"
hald_enable="YES"
 
#Running GNOME and GDM services
 
gdm_enable="YES"
gnome_enable="YES"

و بعد از یک ریبوت، چشممون به جمال گنوم شل با 3D Acceleration روشن شد :

و این عکس هم به جهت تایید اصالت سیستم عامل :

در مورد این دسکتاپ، که خب یک دسکتاپ مدرن محسوب میشه و تا مدتها در FreeBSD پیداش نبود، میشه گفت که با اضافه شدنش بدون مشکل به سیستم عامل، میتونه به پیشرفت این سیستم عامل در حوزه دسکتاپ کمک کنه. البته، در کل 11 نرم تر از ۹ و ۱۰ بود که قبل تر تست کرده بودم و حتی به عنوان سیستم عامل اصلی ازشون استفاده میکردم.

موفق باشید 🙂

Share

ساخت یک کامپیوتر ساده در Logisim – قسمت اول

بالاخره یه سری پست جدید تصمیم گرفتم بنویسم، و خب این سری قراره که مرحله به مرحله پیش بریم تا یک کامپیوتر ساده بسازیم. تنها دانشی که شما برای این سری از پست ها نیاز دارید :

۱. دونستن کمی مدار منطقی (که قبلا در وبلاگ راجع بهش حسابی صحبت کردم)

۲. بلد بودن کار با Logisim (که میشه گفت مثل نقاشی کشیدن میمونه و همین پست ها رو دنبال کنید یاد میگیرید.).

راه اندازی محیط کار

برای این که بتونیم مداراتمون رو طراحی و آزمایش کنیم، نیاز داریم که نرم افزار Logisim رو داشته باشیم. یه نسخه خوب از این نرم افزار به اسم Logisim Evolution طراحی شده که کار ما رو به شدت ساده تر کرده، خروجی گرفتن ازش بی دردسر تره، و همچنین مدارات و ویژگی هاشون دقیق تر طراحی شده. برای دانلود و نصب و روش راه اندازیش میتونید به اینجا برید. فقط هم نیازه که جاوا روی سیستمتون نصب باشه.

چالش های پیش رو

خب، برای این که بیایم یک کامپیوتر بسیار ساده طراحی کنیم نیاز داریم که یک سری سوالات از خودمون بپرسیم و جواب بدیمشون، اینطوری راحت تر میتونیم مدارات مورد نیاز رو طراحی کنیم و از پیچیدگی محصول نهایی جلوگیری کنیم.

کامپیوتر ما باید چه عملیاتی انجام بده؟

یک کامپیوتر ساده که بتونه به راحتی قابل درک هم باشه، هم باید Word Size کوچیکی داشته باشه (توی آموزش ها با ۸ بیت میریم جلو) و هم Instruction Setش باید کوچیک باشه. یک سری دستور پایه هست که هر کامپیوتری میتونه انجامش بده، ما کامپیوترمون رو اینطور طراحی مکنیم که AND, OR, NOT رو بتونه انجام بده، علاوه بر اون بتونه جمع و تفریق هم بکنه. پس باید :

  1. مداری طراحی کنیم که بتونه ۸ بیت رو NOT کنه
  2. مداری طراحی کنیم که بتونه ۸ بیت رو OR کنه
  3. مداری طراحی کنیم که بتونه ۸ بیت رو AND کنه
  4. و مدار(ها)ی طراحی کنیم که بتونن ۸ بیت رو جمع و تفریق کنن.

حالا به سادگی میتونیم بفهمیم که چی میخوایم. البته این صرفا واحد محاسبه و منطق هست، ما باید یک واحد حافظه، یک واحد کنترل و چند واحد حافظه موقتی و کوچک هم طراحی کنیم که با چسبوندنشون به هم، بتونیم به کامپیوتر کامل برسیم.

در پست های بعدی، زیرمدارهای کامپیوتر خودمون رو میسازیم. در این پست صرفا با کامپیوتر ساده و کوچیکمون آشنا شدیم 🙂

Share

نوشتن اسمبلی ۳۲ بیت

در گذشته، پست هایی که در مورد اسمبلی قرار دادم، همه در مورد اسمبلی ۱۶ بیت بودن اما حالا میخوایم بریم سراغ اسمبلی ۳۲ بیت. خب فرق ۱۶ با ۳۲ بیت در چیه؟!

اولین نکته، سایز ثبات هاست! در ۱۶ بیت در هر ثبات میتونستیم حداکثر یک مقدار ۴ رقمی هگزادسیمال ذخیره کنیم ولی در ۳۲ بیت این مقدار به ۸ رقم میرسه! حالا خیلی مسائل دیگه مثل دیتاباس و کنترل باس و … که بماند (چون اینجا داریم برنامه نویسی میکنیم و بیشتر با ثبات ها کار داریم).

اینجا، قضیه یه فرقای کوچولویی داره، مثلا اسمبلر nasm قراره استفاده بشه (گرچه قبلا در ساخت اون سیستم عامل کوچک ازش استفاده کردیم) و همچنین وقفه ها و system call هایی که استفاده میکنیم شماره و مقدارشون و مکانشون متفاوته.

بیاید این برنامه رو در نظر بگیریم :

کد   
section .text
	global_start
 
_start:
	mov edx, len
	mov ecx, msg
	mov eax, 0x04
	int 0x80
 
	mov eax, 0x01
	int 0x80
 
section .data
	msg db 'Hello, World!', 0xa
	len equ $ - msg

 

خب در بخش اول، تابعی که نیاز داریم فراخوانی کنیم رو تعریف کردیم. بعدش اومدیم start رو نوشتیم. حالا بیاید این بخش رو بررسی کنیم :

کد   
mov edx, len
mov ecx, msg
mov eax, 0x04
int 0x80

اینجا، مقدار طول رشته ای که خواستیم چاپ کنیم رو توی EDX یا رجیستر داده قرار دادیم. بعدش اومدیم پیامی که میخوایم چاپ بشه رو قرار دادیم درو نECX .

بعدش سیستم کال ۴ یا sys_write رو توی eax قرار دادیم و وقفه ۸۰ رو صدا زدیم. حالا وقفه ۸۰ با مقدار ۴ که توی eax ذخیره شده، میگرده دنبال رشته ای که توی ecx هست و بعدش چاپش میکنه.

حالا بخش دوم کد سگمنت رو بررسی میکنیم :

کد   
mov eax, 0x01
int 0x80

اینجا هم مقدار ۰۱ یا sys_exit رو وارد eax کردیم، تا برنامه پس از اجرا، خارج شه. بعد از این هم باز وقفه ۸۰ رو صدا زدیم.

بخش دیتا هم، مثل همه برنامه های قبلی، تمام داده های مورد نیاز رو با Directive ها تعریف کردیم که بتونیم به راحتی توی کد سگمنت ازشون استفاده کنیم و چون قبلا توضیح داده شده، دیگه دوباره کاری نمی کنم. فقط این پست رو نوشتم تا فرقهای اسمبلی ۳۲ و ۱۶ بیت رو ببینیم. که درآینده بسطش خواهم داد به ۶۴ بیت.

امیدوارم که این پست، بدردتون خورده باشه.

موفق و موید باشید!

Share

درآمدی بر پردازنده ها

ALUwithRegister

پس از مدتها تحقیق و بررسی در مورد پردازنده های مرسوم، و همچنین خوندن داکیومنت های مربوط به ساخت و پیاده سازی پردازنده ها، تصمیم گرفتم یک داکیومنت ساده دست و پا کنم، که توی اون از ساده ترین قطعات و بخش های کامپیوتر، به یک پردازنده ساده برسیم که بتونه چند عملیات انجام بده و نتیجه رو ذخیره کنه.

داکیومنت از اینجا قابل دریافت هست.

با تشکر.

Share

زبان ماشین، رمزگشای دستور العمل

در پست های گذشته بسیار بسیار در مورد زبان ماشین و اسمبلی بحث کردیم، اما این بار میخوایم بررسی کنیم که یک دستور، چطور کار میکنه. برای این کار، ما از ساده ترین دستورات استفاده میکنیم. قبل از اون، باید ببینیم که چه اتفاقی میفته که دستورات ما، شناسایی میشن! پس میایم و دستوراتمون رو بررسی میکنیم.

یک دستور در ماشین چطور خونده میشه؟

این خیلی مهمه که بدونیم یک دستور به چه شکلی خونده میشه. بسیار خوب، دستور زیر رو در نظر بگیرید :

کد   
MOV AX, 0

 

این دستور ماشین کد به این شکل داره :

کد   
B8 0000

 

که البته این ماشین کد، یک ماشین کد هگزادسیمال هست. اون چهار صفری که داریم که مقداری هست که خواستیم توی AX قرار بدیم و باهاش کاری نداریم، ولی B8 ما ، همون دستوریه که لازمه رمزگشایی شه و به صورت دو دویی به این شکل در میاد :

کد   
1011 1000

 

خب ما یک «دیکدر» (که یک مدار متشکل از n ورودی و دو به توان n خروجی هست) داریم، که این اعداد رو به ترتیب روشن و خاموش میکنه، و به این شکله که ما به  دستور میرسیم. در واقع مدارات مربوط به دستور رو خواهیم داشت.

بسیار خوب، حالا که میدونیم چه چیزی باعث میشه که ما بتونیم زبان ماشین رو درک کنیم، بیایم بررسی کنیم که :

زبان ماشین از چند بخش تشکیل شده؟

زبان ماشین، اول به صورت اسمبلی نوشته میشه که به زبون انسان خیلی خیلی نزدیکه. یعنی هرکس کمی انگلیسی بدونه میدونه که کلمه ای مثل ADD یعنی جمع کردن. اما، حالا مشکلی که هست اینه که وقتی «اسمبلی» به «آبجکت کد» یا همون کد هگزادسیمال تبدیل میشه رو هرکسی نمیتونه بخونه. پس راه حل چیه؟

اول باید ببینیم که یک خط آبجکت کد از چیا تشکیل میشه! بیاید این مثال رو در نظر بگیریم باز :

کد   
MOV AX, 0 ;B8 0000

 

خب اینجا من آبجکت کد رو به صورت کامنت در آوردم. دو بخش داریم، یکیش چهارتا صفر، که بهش عملوند یا Operand میگیم و دیگری «کد عملیات» یا Operation Code هست. مثلا برای انتقال به AX همیشه از B8 استفاده میشه. چرا؟ چون اینتل اینطور خواسته 😀 . بعد از این، این کد هگزادسیمال به یک کد باینری تبدیل میشه که CPU میتونه اون رو برای ما اجرا کنه.

از کجا آبجکت کد رو بخونیم؟

همه اسمبلر های موجود میتونن فایلی تولید کنن که آبجکت کد، سمبلهای به کار رفته و … رو شامل شه، و در اسمبلر MASM این فایل با پسوند LST ساخته میشه. شما میتونید با باز کردن این فایل با یک ویرایشگر متنی و خوندنش، ببینید که هر دستوری چه کدی رو داره.

یک برنامه نمونه

خب، من یک برنامه اسمبلی خیلی ساده نوشتم که اجرا کردنش هیچ خروجی ای نداره (:D ) ولی خب آبجکت کد ها تولید شده و اسمبل بدون مشکل صورت گرفته. این برنامه با آبجکت کدهاش به صورت کامنت به این شکله (بررسی دستور MOV در ۱۲ حالت مختلف) :

کد   
.MODEL SMALL
.8086
.STACK 
.DATA
.CODE
MOV AX, 0 ;B8 0000
MOV BX, 0 ;BB 0000
MOV CX, 0 ;B9 0000
MOV DX, 0 ;BA 0000
MOV AH, 0 ;B4 00
MOV BH, 0 ;B7 00
MOV CH, 0 ;B5 00
MOV DH, 0 ;B6 00
MOV AL, 0 ;B0 00
MOV BL, 0 ;B3 00
MOV CL, 0 ;B1 00
MOV DL, 0 ;B2 00
END

برای جلوگیری از ابهام هم مقداری که توی رجیسترها ریخته شده صفر هست، به این شکل کد ماشین بسیار ساده تر شده.

تا پست های بعدی، و اسمبلی بیشتر، موفق و موید و آزاد و شاد باشید! 🙂

Share

دیدار با 8086 + کد روشن و خاموش کردن LED

نرم افزارهای زیادی برای کار با مدارات، تراشه ها و سایر دیوایس های الکترونیکی ساخته شده، ولی دو روزی هست که با Proteus دارم کار میکنم و میتونم بگم در این زمینه، از بهترین هاست. یکی از خوبی هاش داشتن تراشه های متعدد، با قابلیت اجرای برنامست. یکی از معروف ترین ریزپردازنده هایی که در این نرم افزار به کار رفته، پردازنده 8086 از اینتل هست. من این رو با این پردازنده ساختم (البته اصلا و ابدا مطمئن نیستم که مدارم درست باشه! ولی خود برنامه ایرادی ازش نگرفت) :

8086led

 

خب این مدار قراره چه کنه؟! قراره به کمک 8086 و یک مدار مجتمع 8255 ، چند تا LED رو به ترتیب خاموش و روشن کنه. یکی از ویژگی های پرتئوس اینه که تراشه هایی که داخلش هستند، همه برنامه پذیرند. البته شما باید برنامه هاتون رو بنویسید بعد اسمبل (یا کامپایل، بسته به نوع برنامه) کنید و بعد فایل اجراییتون رو به خورد تراشه بدید. بسیار خوب، برنامه ای که برای روشن و خاموش کردن LED نوشتم اینه :

کد   
.MODEL SMALL
.8086
.STACK
.CODE
MOV AL, 80
MOV DX, 0FF36h
OUT DX, AL
BEGIN: MOV AL,00
MOV DX, 0FF30h
OUT DX, AL 
CALL DELAY
MOV AL, 0FFh
OUT DX, AL 
CALL DELAY 
JMP BEGIN 
DELAY: MOV CX, 0FFFFh
P0 : DEC CX 
JNE P0 
RET
.DATA
END

خب، این برنامه رو باید با masm32 اسمبل کنید، که مراحلش به این شکله (مراحل اسمبل و لینک کردن در سیستم عامل ویندوز اینطوره، برای لینوکس هم سعی میکنم راه حلش رو پیدا کنم) :

کد   
ml /c /Zi /Zd LED.asm
link16 /CODEVIEW LED.obj,LED.exe,,, nul.def

دقت کنید که کد ها باید پشت سر هم وارد شن، همچنین ، بعد از این عملیات، چنانچه OpCode ها رو بخواید بخونید، میتونید از فایل LST تولید شده توسط اسمبلرتون استفاده کنید، که من اینجا OpCode رو میذارم (حواستون باشه این فقط برای کد سگمنت هست) :

OpCode

این هم از آپکد های این برنامه.

حواستون باشه مداری که کشیده شده ممکنه درست نباشه، در صورتی که برنامه درست اجرا میشه (برنامه تست شده و از این بابت مطمئنم).

امیدوارم شما هم با 8086 لحظات شادی رو تجربه کنید، درسته که یه پردازشگر قدیمیه، ولی کار باهاش شدیدا فانه!

موفق باشید 🙂

Share