2019年 嵌入式第2章 ARM嵌入式处理器课件.ppt

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1、第2章ARM处理器farsight2本章描述了ARM体系结构和ARMLinux的发展，介绍了几种应用Linux的典型ARM处理器和开发板。本章可以使读者了解嵌入式Linux系统硬件平台的基础知识。本章目标ARM体系结构典型的ARM处理器S3C2410开发板介绍2.1ARM处理器简介1．定义ARM（AdvancedRISCMachines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。ARM处理器是一种低功耗高性能的32位RISC处理器，ARM处理器是一个综合体，ARM公司自身并不制造微处理器，而是由ARM的合作

2、伙伴来制造2．特点体积小、低功耗、低成本、高性能支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好地兼容8位/16位器件大量使用寄存器，指令执行速度更快大多数数据操作都在寄存器中完成寻址方式灵活简单，执行效率高指令长度固定2.1.1ARM公司简介（了解）ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为嵌入式RISC处理器的知识产权IP供应商，公司本身并不直接从事芯片生产，而是靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的

3、ARM微处理器芯片进入市场，利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。2.1.2ARM处理器体系结构目前，ARM体系结构共定义了6个版本，从版本1到版本61．V1结构（版本1）2．V2结构3．V3结构4．V4结构5．V5结构6．V6结构2.1.3Linux与ARM处理器在32位RISC处理器领域，基于ARM的结构体系在嵌入式系统中发挥了重要作用，ARM处理器和嵌入式Linux的结合也正变得越来越紧密，并在嵌入式领域得到了广阔的应用。Linux具有诸多内在优点（1）Linux的内核精简而高效，针对不同的实际需求，可将内核功能进行适当地剪

4、裁（2）Linux具有完善的网络性能，并且具有多种网络服务程序（3）Linux的可移植性强，方便移植到许多硬件平台（4）Linux源码开放，软件资源丰富2.2.1ARM微处理器的指令集ARM微处理器的指令集主要有6大类。跳转指令数据处理指令程序状态寄存器（PSR）处理指令加载/存储指令协处理器指令异常产生指令2.2.2ARM指令寻址方式1．立即数寻址ARM指令的立即数寻址是一种特殊的寻址方式，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就取到了操作数。这个操作数被称为立即数2．寄存器寻址寄存器寻址就是利用寄存器中的数值作为操作数，这种寻址方式是各类

5、微处理器经常采用的一种方式，也是一种执行效率较高的寻址方式。3．寄存器间接寻址寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址，而操作数本身存放在存储器中。4．基址变址寻址基址变址的寻址方式就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器）的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。5．多寄存器寻址采用多寄存器寻址方式，一条指令可以完成多个寄存器值的传送。这种寻址方式可以用一条指令完成传送最多16个通用寄存器的值6．相对寻址与基址变址寻址方式相类似，相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加之后得到操作数

6、的有效地址。7．堆栈寻址堆栈是一种数据结构，按先进后出（FirstInLastOut，FILO）的方式工作，使用一个称作堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置，堆栈指针总是指向栈顶。2.2.3Thumb指令概述Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，允许指令编码为16位的长度。与等价的32位代码相比较，Thumb指令集在保留32代码优势的同时，可以在很大程度上节省系统的存储空间。2.3.1AtmelAT91RM9200AT91RM9200具有以下的丰富片上资源。（1）16KB数据Cache，16KB指令Cache；（2）虚拟内存管理单元MMU；（3）带有

7、Debug调试的在片Emulator；（4）Mid-levelImplementationEmbeddedTraceMacrocell；（5）16KB的内部SRAM和128KB的内部ROM；（6）带有外部总线接口（EBI），方便用户进行扩展升级；（7）支持SDRAM、SRAM、BurstFlash和CompactFlash、SmartMediaandNANDFlash的无缝连接；（8）增强型的时钟产生器和电源管理单元；（9）带有2个PLL的2个在片振荡器；（10）慢速的时钟操作模式和软件电源优化能力；（11）4个可编程的外部时钟信号；（12）包括周期性中断

8、、看门狗和第二计数器的系统定时器；（13）带有报警中断的实时时钟；