ARM概述及其编程模型-xiazai.ppt

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1、第二章ARM概述及编程模型ARM相关ARM概述及其编程模型ARM指令分类及寻址方式Thumb指令集ARM汇编语言程序设计ARM/Thumb程序混合编程C/汇编语言混合编程异常中断处理ARMC/C++编译环境第二章ARM概述及其编程模型本章提纲ARM简介ARM处理器系列ARM处理器模式ARM寄存器介绍ARM体系中异常中断处理的基本概念ARM体系中存储访问的基本知识2.1ARM简介ARM公司简介ARM是AdvancedRISCMachines的缩写，它是一家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC（ReducedInstructionSetComputer

2、精简指令集）处理器。公司的特点是只设计芯片，而不生产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。2.1ARM简介ARM公司简介将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片...2.1ARM简介ARM体系结构ARM处理器为RISC芯片，其简单的结构使ARM内核非常小，这使得器件的功耗也非常低。它具有经典RISC的特点：大的、统一的寄存器文件；装载/保存结构，数据处理操作只针对寄存器的内容，而不直接对存储器进行操作；简单的寻址模式;统一和固定长度的指令域，简化了指令的译码2.1ARM简介ARM体系结构ARM体系结构的特点：每条数据处理指令都对算术逻辑单元和

3、移位器控制，以实现ALU(Arithmeticlogicunit)和移位寄存器(除具寄存器的功能外，所存储的数码在时钟脉冲的作用下还可以移位)的最大利用；地址自动增加和减少寻址模式，优化程序循环；多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量;所有指令的条件执行实现最快速的代码执行。2.1ARM简介各ARM体系结构版本ARM体系结构从最初开发到现在有了巨大的改进，并仍在完善和发展。为了清楚的表达每个ARM应用实例所使用的指令集，ARM公司定义了6种主要的ARM指令集体系结构版本，以版本号V1～V6表示。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V1该版本的ARM体系结构，只有26位的寻址空

4、间，没有商业化，其特点为：基本的数据处理指令（不包括乘法）；字节、字和多字加载/存储指令；具有分支指令，包括在子程序调用中使用的分支和链接指令；在操作系统调用中使用的软件中断指令。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V2同样为26位寻址空间，现在已经废弃不再使用，它相对V1版本有以下改进：具有乘法和乘加指令；支持协处理器（协处理器或者叫数学协处理器，协处理器主要的功能就是负责浮点运算）的指令；快速中断模式中的两个以上的备份寄存器；具有原子性加载/存储指令SWP(寄存器与存储器字数据交换指令)和SWPB（寄存器与存储器字节数据交换指令）。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V

5、3寻址范围扩展到32位，除了3G版本外的其他版本兼容26位寻址空间：当前程序状态信息从R15寄存器移到CPSR（CurrentProgramStatusRegister）；增加了SPSR（SavedProgramStatusRegister）保存被中断的程序状态；增加了MRS（读状态寄存器指令）和MSR（写状态寄存器指令）指令，用于访问CPSR和SPSR寄存器；修改了原来从异常中断返回的指令。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V4不再强制要求与以前的26位版本兼容，并明确了哪些指令会引起未定义指令异常发生，它相对V3版本作了以下的改进：半字加载/存储指令；字节和半字的加载和符

6、号扩展指令；具有可以转换到Thumb状态的指令；用户模式寄存器的新的特权处理器模式。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V5在V4版本的基础上，对现在指令的定义进行了必要的修正，对V4版本的体系结构进行了扩展并并增加了指令，具体如下：改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率；对于非T变种和T变种的指令，使用相同的代码生成技术；增加计数前导零指令（该指令可以使整数除法和中断优先级排队操作更有效）和软件断点指令；对乘法指令如何设置标志作了严格的定义。2.1ARM简介各ARM体系结构版本——V6V6是2001年发布的，最先在2002年ARM11中使用主要特点是增加了SIMD（Sin

7、gleInstructionMultipleData，单指令多数据流）功能扩展，可以使音频/视频处理性能提高4倍。2.2ARM处理器系列ARM处理器核简介ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核，目前最新的系列已经是ARM12了，而ARM6核以及更早的系列已经很罕见了。目前应用比较广泛的系列是：ARM7ARM9ARM9EARM10SecurCoreXscale2.2ARM处理器系列ARM处理器核简介——ARM7该系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速