初学arm知识总结

《初学arm知识总结》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、嵌入式技术基础扬州职业大学计算机应用教研室ARM处理器体系结构简要总结RISC处理器种类比较多，指令长度固定，执行周期固定,微控制器子类又很多，目前很多较小的嵌入式控制场合都用得是微控制器，比如sim卡，一卡通，电子表等。mips是mips公司研究出的一套体系结构，目前龙芯，聚芯都是基于mips。Alpha是惠普在与康柏电脑公司合并之后拥有Alpha芯片的，在2003年1月推出一款新的Alpha处理器。18月后Alpha芯片正式“退休”。powerpc是ibm，hp等公司合力出的一套，挺复杂，结构严谨，但推广不好，sparc只在sun得到大力支持。arm是目前应用最广泛的一套指令系

2、统，支持多任务，只要是超出单片机能力、x86又太浪费的场合大部分都用arm。90%的智能手机都是arm处理器。ARM处理器体系结构简要总结X86处理器工作模式：实模式保护模式虚拟8086模式arm处理器7工作模式：用户模式、管理模式、未定义模式、中止模式、特权模式、irq模式，fiq模式。ARM处理器体系结构简要总结用户模式和管理模式：共用r0-r14通用寄存器，pc寄存器，共用一个cpsr。未定义模式、中止模式、特权模式、irq模式：共享用户模式和管理模式的r0-r12，各自专用的r13-r14,pc寄存器，各自专用的cpsr和spsr。fiq模式:共享用户模式和管理模式的r0-

3、r7,专用的r8-r14，pc寄存器，专用的cpsr和spsr。注意pc寄存器是所有模式共享一个。ARM体系的各种异常的分析1.复位异常（1）当内核的nRESET信号被拉低时，ARM处理器放弃正在执行的指令，当nRESET信号再次变高时，ARM处理器进行复位操作；（2）系统复位后，进入管理模式对系统进行初始化，复位后，只有PC（0x00000000）和CPSR（nzcvqIFt_SVC）的值是固定的，另外寄存器的值是随机的。ARM体系的各种异常的分析2.IRQ异常（1）当CPSR中的相应的中断屏蔽被清除时，内核的nIRQ信号被拉低时可产生IRQ异常；（2）由于ARM处理器的三级流水

4、线结构，当异常发生时，PC的值等于当前执行指令的地址+8（即正确的中断返回地址+4），因此R14保存的值是中断返回地址+4，所以当异常要返回时须执行以下指令：SUBS  PC，R14_irq,#4；PC=R14-4注意：在SUB指令尾部有个S，并且PC是目标寄存器，所以程序返回时CPSR将自动从SPSR寄存器中恢复；（3）将用户模式下的CPSR保存到SPSR_irq中；（4）设置PC为IRQ异常处理程序的中断入口向量地址，在IRQ模式下该向量地址为0x00000018。ARM体系的各种异常的分析3.FIR异常（1）当CPSR中的相应F位被清零时，内核的nFIR信号被拉低时可产生FI

5、R异常，FIQ异常是优先级最高的中断（2）FIQ异常的进入和退出与IRQ异常类似；（3）快速中断模式有8个专用的寄存器，可用来满足寄存器保护的需要，因此从其他模式进入FIQ模式时这些寄存器不用压栈了，提高程序运行的速度，且在中断入口地址的安排上，FIQ处于所有异常入口的最后，这是为了让用户可以从FIQ异常入口处（0x1c）就开始安排中断服务程序，而不需要再次跳转。。ARM体系的各种异常的分析4.未定义指令异常（1）当ARM在对一条未定义指令进行译码时，发现这是一条自己和系统内任何协处理器都无法执行的指令时，就会发生未定义指令异常；（2）由于是在对未定义指令译码时发生异常，所以PC的

6、值等于未定义指令的地址+4（即刚好为中断返回地址），因此R14保存的值是中断返回地址，所以当异常要返回时可执行以下指令：MOVS  PC，R14_undARM体系的各种异常的分析5.中止异常中止表示当前存储器的访问不能完成，是由外部的ABOUT输入信号引起的异常，分为两类：（1）预取指中止：由程序存储器引起的中止异常；（2）数据中止：由数据存储器引起的中止异常；ARM体系的各种异常的分析5.中止异常数据存储器引起的中止异常；预取指中止异常当程序发生预取指中止时，ARM内核将预取的指令标记为无效，但在指令到达流水线的执行阶段时才进入异常，因此当前PC的值为当前执行指令的地址+8（即正

7、确的中断返回地址+4），因此R14保存的值是中断返回地址+4，所以当修复了产生中止的原因后，不管在什么操作状态，处理器都会执行以下指令SUBS  PC，R14_abt,#4；PC=R14-4ARM体系的各种异常的分析5.中止异常数据中止异常当发生数据中止异常时，异常会在“导致异常的指令”执行后的下一条指令时才发生，因此当前PC的值为“导致异常的指令”执行后的下一条指令的地址+8（即正确的中断返回地址+8），因此R14保存的值是中断返回地址+8，所以当修复了产生中止的原