\section{AVR}

Das 8-bit AVR Instruction Set ist das von den meisten Atmel Microkontroller implementierte Instructions Set.
Es ist eine RISC Architektur die vorallem auf 1 Zyklus Instructionen hin optimiert ist.
Es handelt sich hierbei um eine Register basierende Maschine.

\subsection{Einsatzgebiet}
Die 8-bit AVR ISA wird zum Beispiel in der megaAVR Serie verwendet, welche im
Embedded Bereich eingesetzt wird. Sie bietet eine breite Auswahl aus Peripherie
M\"oglichkeiten/Ger\"aten an. Dies macht sie verwendbar f\"ur eine breite Palette an Applikationen. Die Serie verf\"ugt unter anderem \"uber USB, LCD, CAN und LIN Interfaces, zus\"atzlich zu den Standards f\"ur SPI, UART oder I2C.
Au\ss erdem bietet es Features wie die Selbstprogrammierung des Flashes und damit sichere, g\"unstige Upgrades w\"ahrend des Betriebes an.

\subsection{Conditional Jumps}
Conditional Jumps sind bei dieser ISA immer getrennt vorhanden.
Es gibt ein Set aus drei Compare Instructionen, sowie eine Set f\"ur Branches.
Durch die Compares werden im Statusregister Bits gesetzt bzw. gel\"oscht, welche dann von den einzelnen Branches abgefragt werden k\"onnen.
Die Latenzzeiten die bei Jumps und Branches, sowie bei anderen Instructionen mit mehreren Zyklen, auftreten werden auf Hardwareebene behandelt und sind deshalb nicht auf dem ISA Level sichtbar.

\subsection{Ziele}
Laut der ersten Feature Zeile in den AVR PDFs liegt das Hauptaugenmerk auf
High-Performance und niedrigen Energieverbrauch.
Da die Komponenten haupts\"achlich im Embedded Bereich eingesetzt werden ist klar, dass ein niedriger Energieverbrauch besonders wichtig ist.
Umgesetzt wird das ganze durch Instructionen die haupts\"achlich in einem Zyklus abgearbeitet werden.
Au\ss erdem werden bei den diversen Serien noch Sleep-Modi und andere Konzepte angeboten, die das Low-power Schema noch weiter unterst\"utzen.

\subsection{W\"unsche und gute Features}
Folgende zwei Punkte finde ich besonders positiv:
\begin{itemize}
	\item Das getrennte Compare-Branch Konzept find ich sehr angenehm, da man die jeweiligen Optionen nach Wunsch kombinieren kann und es gibt auch gen\"ugend Branches
		so, dass ziemlich alles was gebraucht wird abgedeckt ist.
	\item Das man viele Bitoperationen (auch Vergleiche f\"ur Conditional Jumps) zur Verf\"ugung hat.
\end{itemize}
Negativ auffallen ist mir:
\begin{itemize}
	\item Es gibt keinen \texttt{add} immediate Befehl um eine Konstante zu einem Register hinzuzuf\"ugen, jedoch um eine Konstante zu einem Word hinzuzuf\"ugen.
\end{itemize}

\subsection{Listing}
Ich gehe von folgenden Vorbedingungen aus:
\begin{itemize}
	\item \texttt{len} in \texttt{r24,r25}
	\item das Array liegt im Datenspeicher ab \texttt{Y+0:Y+1}
	\item Summe wird in \texttt{r24,r25} gespeichert
\end{itemize}
\begin{lstlisting}[caption=AVR Code]
subroutine:
	mov r28,"Adresse mit zu verwendenden Arraydaten"
	mov r29,"Adresse mit zu verwendenden Arraydaten"

	adiw r25:r24,1
	mov  r10,r24
	mov r11,r25
	subi r29:r28,2
	ldi r1,0x01
	ldi r2,0x01
	ldi r20,0x00
	ldi r21,0x00
	cp  r10,r1
	cpc r11,r2
	brlt exit

	ldi r1,0x00
	ldi r2,0x00

for:
	adiw r2:r1,1 # 2 c 2 b
	adiw r29:r28,2

	ldd r24,Y # 2 c 2 b
	ldd r25,Y+1

	add r20,r24 # 1 c 2 b
	adc r21,r25 # 1 c 2 b

	cp  r1,r10 # 1 c 2 b
	cpc r2,r11 # 1 c 2 b
	brlt for # 1 c if false 2 c if true 2 b

	mov r24,r20
	mov r25,r21
exit:
	ret
\end{lstlisting}
Daraus ergibt sich:
\begin{itemize}
	\item Anzahl Instructionen: 9
	\item Anzahl Zyklen: wenn Branch \texttt{false} 13 sonst 14
	\item Anzahl Bytes: 18
\end{itemize}
