嵌入式系统基础教程_第07讲_第4章arm存储器组织和异常中断

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1、《嵌入式系统原理与开发》第7讲南京大学计算机系俞建新主讲2008年春季第4章ARM体系结构本章主要介绍以下内容：ARM体系结构版本ARM处理器系列ARM流水线ARM工作模式和工作状态ARM寄存器组织ARM存储器组织ARM的异常中断AMBA和ARM7TDMI2008年6月21日2南京大学计算机系4.6ARM存储器组织介绍以下内容：数据类型和存储格式ARM的存储体系片上存储器的用法协处理器CP15存储器管理单元MMU保护单元快速上下文切换扩展写缓存器（WriteBuffer）ARM的异常中断向量表和异常中断处理与返回2008年6月21日3南京大学计算机系4.6.1数据类型和存储格式AR

2、M存储器中的数据类型有6种有符号数8位（字节）、16位（半字）、32位（字）无符号数8位（字节）、16位（半字）、32位（字）缺省端序设置为小端序2008年6月21日4南京大学计算机系4.6.2ARM的存储体系参看下图，抽象成一个呈金字塔型的存储结构注重研究第2层2008年6月21日5南京大学计算机系4.6.3片上存储器的用法多数ARM处理器芯片内部集成了存储器它们统称为片上存储器用途有：片上Cache、片上SRAM、紧耦合存储器（TCM）、写缓存片上存储器的存储空间可以通过指令进行配置，定义成片上Cache，或者片上SRAM，或者一部分片上Cache加一部分片上SRAM。紧耦合存

3、储器和写缓存均需要编程使能或者硬件接线使能按照具体应用情况决定片上存储器配置方法2008年6月21日6南京大学计算机系片上存储器用作紧耦合存储器紧耦合存储器的英文原文如下：TightlyCoupledMemory，TCM弥补Cache访问的不确定性而增加的片上存储器。除了片上紧耦合存储器外，还有紧耦合存储器接口，它能够提供低延时的外存储器访问。有的处理器含有分立的指令TCM和数据TCM。TCM包含在存储器地址映射空间中，可以作为快速存储器来访问。除了不得包含读敏感地址之外，对TCM接口上连接的存储器类型没有其他限制。TCM使用物理地址，对TCM的写访问受到MMU内部保护信息的控制。

4、2008年6月21日7南京大学计算机系TCM在ARMv6处理器核的位置ARMv6处理器包括：ARM1136J-S、ARM1156T22008年6月21日8南京大学计算机系片内的TCM存储器ARM926EJ-S核心内置32KB指令缓存、16KB数字缓存和8KB数据-TCM（紧密耦合内存）和8KB指令-TCM（紧密耦合内存）；2008年6月21日9南京大学计算机系Cortex-R4F方框图—含TCM接口注意图的右侧含有一个TCM仲裁和接口模块2008年6月21日10南京大学计算机系ARM1136的TCM支持DMA传输参看ARM1136的方框图2008年6月21日11南京大学计算机系AR

5、M966E-S核的TCM地址映射2008年6月21日12南京大学计算机系ARM966E-S的TCM别名地址空间物理存储块可以通过TCM接口映射在片内的TCM存储区2008年6月21日13南京大学计算机系ARM966E-S的TCM特点TheARM966E-SprocessorsupportsbothinstructionanddataTCMs.YoucanusetheDTCMandITCMtostorereal-timeandperformance-criticalcode.TheTCMsareinstantiatedexternallytotheARM966E-Smacrocell

6、providingforflexibilityinthedesignofthememorysubsystem.Thesystemdesignercanselectmemorytypeandoptimizethememorysubsystemforpowerorspeed.2008年6月21日14南京大学计算机系ARM966E-S的TCM接口特点（续1）ThefeaturesoftheTCMinterfaceinclude:◇independentITCMandDTCMsizesof0KBor1KB-64MBinpower-of-twoincrements◇softwarevisib

7、ilityandprogrammabilityofTCMsizeandenable◇bootcontrolforITCM◇dataaccesstotheITCMforliteralpoolaccessesincode◇simpleSRAM-styleinterfacesupportingbothreadsandwrites◇variableTCMwaitstatecontrolforITCMandDTCM◇abilitytoindicatesequentialandn