Optimierung einer Softwarebibliothek für sicherheitsrelevante

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2 Grundlagen 12 zyklus ausgeführt. Aus der Tatsache, dass die meisten Befehle eines RISC-Prozessors in einem Taktzyklus ausführbar sind und für jede Stufe der Pipeline ein anderes bestimmtes Stück Hardware verantwortlich ist, bewirkt die Pipeline eine parallele Bearbeitung eines Befehls in mehreren Schritten. Das Prinzip der Pipeline ist dem des Fließbands ähnlich, z.B. bei der Autoherstellung. Die ARM-Prozessoren basieren auf einer RISC-Architektur. Die inzwischen inoffizielle Abkürzung „ARM“ steht für „Advanced RISC Machine“ oder auch „Acorn RISC Machine“. ARM ist das Warenzeichen der britischen Firma ARM Limited, die aus Acorn Computer Limited entstand. Die ARM Limited ist so zusagen eine „Prozessorschmiede“. Sie handelt eigentlich nur mit CPU-Lizenzen, „die einem ARM-Kunden das Recht einräumen, ein IC mit einer integrierten ARM-CPU zu entwickeln, anzufertigen(oder anfertigen zulassen) und zu verkaufen“ [WAL04]. 2.1.2 Das Evaluationsboard MCB2140 von Keil In dieser Thesis wurde auf dem MCB2140 Evaluation Board von KEIL der ARM Company mit der ARM7TDMI-CPU LPC2148 von Philips gearbeitet. Abbildung 2: Evaluation Board MCB2140 Der µController besitzt; • die Philips LPC2148 16/32-Bit-CPU, basierend auf der ARM7TDMI-S-Familie mit 16-Bit langem Thumb-Mode (spezieller Befehlsatz) Unterstützung, 12 MHz Quarzfrequenz, CPU-Frequenz bis zu 60 MHz, • ein 32 KByte On-Chip static RAM, sowie 512 KByte On-Chip Flash-Speicher (auch ROM oder Programmspeicher genannt), 128-Bit lange Speicheranbindung, • bis zu 45 Ein-/Ausgabe Pins, 8 LEDs; zwei serielle Ports (UART), zwei Fast I²C- Busse, sowie ein USB- und ein SD-Card-Interface,
2 Grundlagen 13 • zwei 10-Bit A/D-Wandler mit insgesamt 14 Kanälen und Konvertierungszeiten von etwa 2,5µs pro Kanal, • ein 10-Bit D/A-Wandler, • zwei 32-Bit Timer/Counter, zwei PWM und ein Watchdog-Timer, • Stromversorgung erfolgt via USB, 5V DC(Gleichstrom), • ein JTAG-Interface. Um den µController vom PC aus zu programmieren, sowie zu debuggen wird dieser über ein JTAG-Interface an das Tantino Debug Tool angeschlossen. Das Tantino wird über USB an den PC angeschlossen. Abbildung 3: Tantino für ARM7-9 Dieses Debugger Tool unterstützt die schnelle Flash-Programmierung, schnelles Programmdownload mit bis zu 180 KByte/s, sowie eine Ausführungskontrolle wie Run/Stopp, schrittweise Ausführung, und die Möglichkeit Breakpoints und Watchpoints zu setzen. 2.1.2.1 LPC2148 CPU-Core Die Philips LPC2148 gehört zu der ARM7TDMI-Familie, deren Prozessoren übersichtlich gestaltet sind. Sie benutzen relativ wenig Siliziumfläche und haben deswegen einen geringen Stromverbrauch. Die Abbildung 4 zeigt die Blockschaltung des ARM7TDMI- Cores:
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