嵌入式arm課件關(guān)于ARM體系結(jié)構(gòu)與編程_第1頁
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文檔簡介

ARM體系結(jié)ARM體系結(jié)構(gòu)與編一個公司的名稱,ARM一類微處理器的通稱,ARMARM公司不生產(chǎn)IC,僅提供IP(InligenceProperty參見 圖形處理器、數(shù)字單元庫、嵌入式器、外設(shè)、、的完整系統(tǒng)解決方案。SamsungDiamondMultimediaRioSamsung

JVC"Pixstar"GC-

AlbaBushInternetLexmarkZ52Color

Iomega

HPHPJornado

PsionRevo

Nokia NokiaHalfwordand/byte

66SaturatedSaturatedJazelleARM9EJ-ARM926EJ-ARM7EJ-ARM1026ej-ARM966E-ARM9E-UnaligneddataARM1136EJ-TrustZoneARM1136EJ-

77A7Hardware7M行業(yè)行業(yè)領(lǐng)先的性能和低ARM“智能計算Cortex-ARM1176JZF-ARM11Cortex-ARM1026EJ-ARM968E-Cortex-ARM【x】【y】【z】【T】【D】【M】【I】【J】【F】【-SX--系列號,如:ARM7、ARM9Y--管理/保護(hù)單元2帶MMU、4帶MPU、6無MMU與Z--0準(zhǔn)Cache(4-128KB)、2減小的Cache、6可變的ARM【x】【y】【z】【T】【D】【M】【I】【J】【F】【-ST--T變種:支持16位ThumbD--Debug:支持JTAGM--MI--ICE(In-CircuitEmulator)嵌入式宏單元,ARM【x】【y】【z】【T】【D】【M】【I】【J】【F】【-SE--E變種:增強(qiáng)型DSPF--F變種:向量浮點單元J--J變種:JazelleS--可綜合版本CPU體系結(jié)構(gòu)版已經(jīng)v3StrongARM7TDMI、ARM9TDMI、ARM10TDMI、ARM1176JZF-ARMARMARMCortex-—系結(jié)構(gòu)版本對應(yīng)多個CPU核,一個CPU核對應(yīng)多個IC家多個ARM微處理器型號

InXScale、StrongARM7TDMI的含基于ARM7內(nèi)核3級流水線---馮·架–CPI(ClockcyclePerInstruction)約為T-Thumb架構(gòu)擴(kuò)展,提供兩個獨(dú)立的指令D-內(nèi)核具有DebugM-增強(qiáng)乘法器(32x8)支持64 -EmbeddedICE-RT PC- PC-PC–8PC-

從器中指指寄存器讀(從寄存器移位及ALU寄存器寫(到寄存器Bank789MWEDFEDFEDFEDFEDFEDF654321F–取 D–E–執(zhí)CPI123456789FDFEDFEEMWFEDEF- D- E– M–MemoryW–WritebackS-CPI123456789BL0x8FECFDFEDFLAFDFFEDEWF- D- E–Execu–

A-12345678BXFDFEFLAMFFDFEWFDFEF-Fetch D-Decode E–Execute L–LinkretA-AdjustIRQ中斷的反應(yīng)時間最小=7

EI–Execute增加了可用 器寬指令器接數(shù)據(jù)器接可以實現(xiàn)對指令和數(shù) 器的同5級流水線改進(jìn)CPI到ARMRege ARMorARMorInstShift+ 123456789R1,R1,R2R3,R4,R1R4,[R7]R8,R3,R4R6,R3,R3,R1,FDFEDFWEFIFWEDWEWF-Fetch D-Decode E-Execute I-Interlock W-Writeback123456789R1,R1,FDEW R3,R4,FDEW R4,FDEMW R6,R3,FDEWR8,R3,FDEWR3,R1,FDEWF-Fetch D-Decode E-Execute I-Interlock W-WritebackARMARMbasedAMBAAMBAARM是RISC

CISC(ComplexInstructionSetComputer)復(fù)雜指令集計算機(jī),如:MIPS、MicrochipARM采用32位加載體系架32-bitARM指令集、16-bitThumb指令集Jazellecores能夠執(zhí)行Java字節(jié)碼的ARM核實現(xiàn)了新的指令集Thumb-工作模運(yùn)行狀寄存器組ARM異常種ARM有7種基本的操作模式 (SVC)(SVC)用于處理與用戶模式共用寄存器的模dmodeARM處理器核可以工作在以下2種狀–Thumb使用指令進(jìn)行切BXRmRm[0]=1進(jìn)THUMBRm[0]=0進(jìn)ARM處理器自動切處理器進(jìn)行異常處理(IRQ、FIQ、Undef、SWI和ARM處理器有37個32位長的寄存1個用作CPSR(CurrentProgramStatus5個用作SPSR(SavedProgramstatusCurrentCurrentBankedoutr14r13r14r13r14r13r14r13r13r14r15r13r14r13r14r15r13r14r13r14r13r14r13r14

r13r14 ThumbstateHighregisters 這些限制,那么結(jié)果將是不可的。使用STR保存PC到具體的設(shè)計,可能是+8或+12。同一個是固定的,要么+8,要么+12ARM狀態(tài)可以用程序計算STR保存的PC0;R1=下面STR指令的地4;保存STR指令地址+偏移8;然后重;計算偏移·寫R15正常操作時,寫入R15的值被當(dāng)作一個指令地址,程序從這個地處繼續(xù)執(zhí)行(相當(dāng)于執(zhí)行一次無條件跳轉(zhuǎn))ARM指令是32位的,因此寫入R15的值最低兩位通常為0b00。體的規(guī)則取決于內(nèi)核結(jié)構(gòu)的版本在AR結(jié)構(gòu)V3版及以下版本中,寫入R15R15)和0xFFFFFFF相與得到;在ARM結(jié)構(gòu)V4版及以上版本中,寫入R15的值的最低兩位為如果不是,結(jié)果將不可CPSR/SPSR寄存器的格溢出標(biāo)志進(jìn)位或溢出標(biāo)志進(jìn)位或借位擴(kuò)展零負(fù)或小于模式位狀態(tài)位

NZC和V大多數(shù)“數(shù)值處理指令”指令帶有一些指令的執(zhí)行總是會影響條件代碼標(biāo)所有ARM指令都可按條件來執(zhí)行,Thumb指令中只有分支指令可按件執(zhí)行 模式位對應(yīng)

CPSR中的保留位被保留將來使用。為了提高程序的可移植性,改變CPSR標(biāo)志和控制位時,請不要改變這些保留位。另外,請確保序的運(yùn)行不受保留位的值影響,因為將來的處理器可能會將這些位置為1或者0指定傳送的區(qū)域,可以為以下字母(必須小寫)的一個或者組c控制字節(jié) x擴(kuò)展字節(jié) s狀態(tài)字節(jié) f標(biāo)志字節(jié)計寄計寄高當(dāng)前程序(CPSR高當(dāng)前程序(CPSR被保存程序狀態(tài)寄存器(SPSR被保存程序狀態(tài)寄存器(SPSR當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器(CPSR程序計數(shù)器連接寄存器寄堆棧指針器存寄低()Software()SoftwareUndefined設(shè)置appropriateCPSR(if返回地址到設(shè)置PC為相應(yīng)異常 地

從異常返回,異常處理程序需要完成從SPSR_<mode>恢復(fù)從LR_<mode>恢復(fù)

VectorVectortablecanbe0xFFFF0000ARM720Tand 器必須始終適當(dāng)?shù)乇3值刂穼Ψ菍R地址將產(chǎn)生不可的/未定義的結(jié)

048c用‘DataAbort’擴(kuò)展邏輯要求,或使用MMU在720T、920T、926E-S、謹(jǐn)防指令時出現(xiàn)非對使用LDRB、STRB傳遞字節(jié),或使用LDM加移位/地地 址 0x12345678加載/結(jié)數(shù)據(jù)處理指令r0=r0=r1-r2=r3+(r3*r4=r4AND0x20(setIFEQconditiontruer5=r5+ r2,r3,r3,LSL#2 ADDEQr5,r5,r6BranchforwardsorbackwardsBranchforwardsorbackwardsrelativecurrentPC(+/-32MB Loadwordataddressr1intoLoadwordataddressr1intoIFNEconditiontrue,storebottomofr2toaddressStoreregistersr4tor8andlronstack.ThenupdatestackpointerSTMFDsp!,{r4-優(yōu)化代碼密度(~65%ofARM)【編譯C提高窄器存取性Thumb指令集未包含異常處理時需要的指令(沒有異常返回指令A(yù)DDSARMThumbBXADDS多數(shù)Thumb指令A(yù)DDADD

只有寄存器可on

032 16 16bit32bitMemorywidth(zerowaitThumb-2是Thumb增加32位指

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