嵌入式01ARM微处理器概述和编程模型

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1、第二章基于ARM9处理器的硬件开发平台2.1ARM微处理器概述2.2ARM微处理器的编程模型2.3ARM微处理器的指令系统2.4ARM程序设计基础2.5S3C2410体系结构与外设2.6ADS调试软件2.1ARM微处理器概述2.1.1ARM简介2.1.2ARM微处理器的应用领域2.1.3ARM微处理器的特点2.1.4ARM微处理器系列2.1.5ARM微处理器的结构2.1.6ARM微处理器的应用选型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

2、，还可以认为是一种技术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。2.1.1ARM－AdvancedRISCMachines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ARM微处理器芯片进入市场。2.1.1ARM－AdvancedRISCMachines2.1.2ARM微处理器的应用

3、领域工业控制无线通讯网络应用消费类电子产品成像和安全产品2.1.3ARM微处理器的特点体积小、低功耗、低成本、高性能支持Thumb/ARM双指令集大量使用寄存器，指令执行速度快寻址方式灵活简单，执行效率高指令长度固定2.1.4ARM微处理器系列ARM7系列ARM9系列ARM9E系列ARM10E系列ARM11系列Securcore系列Intel的StrongARM/XscaleARM7微处理器系列具有嵌入式ICE逻辑，调试开发方便极低的功耗，适合便携式产品能够提供0.9MIPS的三级流水线结构代码密度高并兼容

4、16位的Thumb指令集对操作系统的支持广泛，包括WindowsCE、Linux、PalmOS等指令系统与ARM9、ARM9E和ARM10E兼容主频最高可达130MIPSARM7微处理器系列主要应用领域工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用微处理器核类型ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJARM7微处理器系列ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端ARM处理器核。TDMI的基本含义为：T支持16为压缩

5、指令集Thumb；D支持片上Debug；M内嵌硬件乘法器（Multiplier）；I嵌入式ICE，支持片上断点和调试点ARM9微处理器系列5级整数流水线，指令执行效率更高。提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。支持32位的高速AMBA总线接口。全性能的MMU，支持WindowsCE、Linux、PalmOS等多种主流嵌入式操作系统。MPU支持实时操作系统。支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力。ARM9微处理器系列主要应用领域无线设备

6、、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数码相机和数码摄像机等微处理器核类型ARM920T、ARM922T和ARM940T2.1.5ARM微处理器的结构CISC（ComplexInstructionSetComputer）复杂指令集计算机随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，计算机的体系结构会越来越复杂。大约有20％的指令会被反复使用，占整个程序代码的80％，而余下的80％的指令却不经常使用，在程序设计中只占20％。2.1.5ARM微处理器的结构RISC（ReducedInstructionSe

7、tComputer）精简指令集计算机－采用固定长度的指令格式－使用单周期指令－大量使用寄存器－可用加载/存储指令批量传输数据－在循环处理中使用地址的自动增减2.1.6ARM微处理器的应用选型ARM微处理器内核系统的工作频率芯片内存储器的容量片内外围电路的选择2.2ARM微处理器的编程模型2.2.1ARM微处理器的工作状态2.2.2ARM微处理器的存储器格式2.2.3指令长度及数据类型2.2.4处理器模式2.2.5寄存器组织2.2.6异常2.2ARM微处理器的编程模型字（Word）在ARM体系结构中，字的长度

8、为32位。半字（Half-Word）在ARM体系结构中，半字的长度为16位。字节（Byte）在ARM体系结构中，字节的长度为8位。2.2.1ARM微处理器的工作状态ARM状态处理器执行32位的字对齐的ARM指令Thumb状态处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令进入Thumb状态执行BX指令，使操作数寄存器的状态位为1当处理器处于Thumb状态时发生异常，则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。进入AR