基于arm内核的嵌入式系统开发

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1、http://www.docin.com/sundae_meng基于ARM内核的嵌入式系统开发电子爱好者家园http://www.ee521.com报告提纲：一、硬件1）ARM的内核简介2）指令结构3）ARM的异常中断处理二、软件1)操作系统的软件2)映射方式3)编译调试的方法三、操作系统移植例子ARM的全称是AdvancedRISCMachine，这个公司不生产芯片也不销售芯片，它只是出售芯片技术授权。ARM技术IP核的微处理器遍及汽车、消费电子、成像、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等各类产品市

2、场。目前世界上前5大半导体公司全部使用了ARM的技术授权，而前10大半导体公司有9家，前25大半导体公司中有23家采用了ARM的技术授权。ARM内核结构芯片具有RISC体系的一般特点l具有大量寄存器l绝大多数操作都是在寄存器中进行，寄存器与内存打交道的唯一是通过Load/Store的体系结构在内存和寄存器之间传递数据l寻址方式简单l采用固定长度的指令除了这些之外，ARM体系采用了一些特别的技术，在保证高性能的同时尽量减少芯片体积，减少芯片的功耗，这些技术包括l在一条数据处理指令中包含算术逻辑处理单元和以

3、为处理ADDRd,Rx,Rx,LSL#n:Rd=Rx+Rx*2nl使用地址自动增加（减少）来优化程序中循环处理lLoad/store指令可以批量传输数据，从而提高数据传输的效率LDMFDr13!,{r0-r12}l所有指令都可以根据前面指令的执行结果，决定是否执行，以提高指令的执行效率。所有的指令都是有条件指令ARM处理器的内核结构有以下几个系列：lARM7lARM9http://www.docin.com/sundae_menglARM9ElARM10ElSecurCorelIntel的xscalel

4、Intel的StrongARMARM处理器共有7种处理模式处理器模式描述用户模式（User，usr）快速中断模式（FIQ，fiq）外部中断模式（IRQ，irq）特权模式（Supervisor,Sve）数据访问中止模式（Abort,abt）未定义指令中止模式（Undefined，und）系统模式（System，sys）正常程序执行的模式用于高速数据传输和通道处理用于通常的中断处理供操作系统使用的一种保护模式用于虚拟存储及存储保护用于支持通过软件仿真硬件的协处理器用于运行特权级的操作系统任务除了用户模式之外

5、其它的6种处理器模式称为特权模式。在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意的进行处理器模式的切换，其中除了系统模式外，其它5种特权模式又称为异常模式。处理器模式可以通过软件控制来进行切换，也可以通过外部中断或异常处理过程进行切换。大多数的用户程序可以运行在用户模式下，这时，应用程序不能够访问一些受应用程序保护的系统资源。应用程序不能直接进行处理器模式的切换。当需要处理器的模式切换的时候，应用程序可以产生异常处理，在异常处理过程种进行处理器模式的切换，这种体系结构可以使整个操作系统控制整个系统

6、的资源。当应用程序发生异常中断时，处理器进入相应的异常模式，在每一种异常模式种都有一组寄存器，供相应的异常处理程序使用，这样就保证在进入异常模式的时候，用户模式下的寄存器（保存了程序的运行的状态）不被破坏。寄存器：l未备份寄存器R0～R7l备份寄存器R8～R14（R13在ARM中经常用作栈指针，R14经常用作连接寄存器）l程序寄存器R15l程序状态寄存器在异常中断中软件中断是用户自定义的中断指令。可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。在实时操作系统RTOS中可以通过该机制实现系统功能调用。ARM的指令

7、集：一、跳转指令一种是跳转指令，一种是直接指向PC寄存器R15中写入目标地址的值。lBlBLlBLXhttp://www.docin.com/sundae_menglBX二、数据处理指令数据传送指令，算术逻辑指令三、乘法指令一种是32位乘法指令，一种是64位乘法指令四、状态寄存器访问指令通常修改状态寄存器是通过“读取－修改－写回”的操作序列来实现的五Load/Store内存访问指令六、批量Load/Store内存访问指令七、信号量操作指令信号量用于进程间的同步和互斥。对信号量的操作要求是一个原子的操作，

8、即在一条指令中完成信号量的读取和修改操作。信号量用于实现对临界区数据访问的同步lSWP交换指令lSWPB字节交换指令SWPR1，R2，[R3];将内存单元（R3）中的字数据读取到R1寄存器中，同时将R2寄存器的数据写入内存单元（R3）中SWPR1，R1，[R2]；将R1寄存器内容和内存单元（R2）的内容互换八、异常中断产生指令lSWI软中断指令软中断指令SWI用于产生SWI异常中断，ARM正是通过这种机制实现用户模式对操作系统中特权模式的程