微处理器系统结构与嵌入式系统-第七章ARM微处理器编程

《微处理器系统结构与嵌入式系统-第七章ARM微处理器编程》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、微处理器系统结构与嵌入式系统设计第七章ARM微处理器编程模型7.1ARM内核体系结构7.2ARM编程模型7.2.1处理器工作状态7.2.2处理器运行模式7.2.3寄存器组织7.2.4数据类型和存储格式7.2.5异常ARM是AdvancedRISCMachines的缩写，该公司设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC(精简指令集)处理器;ARM公司的特点是只设计而不生产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片3/95ARM的应用领域工业控制领域过程控制、电力控制、数控机床、ABS无线通讯领域基站、带蓝牙/定

2、位等的手机/PDA、GPS网络应用ADSL、路由器、交换机、VoIP消费类电子产品DVD、机顶盒、游戏机成像产品数码相机、打印机、录像机安全产品ATM机、POS机、考勤系统、SIM卡到目前为止，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位嵌入式微处理器75％以上的市场份额；全球80%的GSM/3G手机、99%的CDMA手机以及绝大多数PDA产品均采用ARM体系的嵌入式处理器，“掌上计算”相关的所有领域皆为其所主宰；4/95ARM体系结构的特点RISC简单的结构使ARM内核非常小、功耗低、成本低统一和固定长度的指令域，简化了指令的译码，便于指令流水线设计采用装载/保存结构，数据处理操作

3、只针对寄存器的内容，而不直接对存储器进行操作支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件每条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位器控制，实现了ALU和移位器的最大利用寻址方式灵活简单，执行效率高地址自动增加和减少寻址模式，优化程序循环多寄存器装载和存储指令实现最大数据吞吐量所有指令的条件执行实现最快速的代码执行5/95ARM处理器内核流水线工作流程ARM体系结构的版本ARM架构自诞生至今已发展并定义了V1到V7七种不同的版本V1版架构只在原型机ARM1中出现过支持基本的数据处理指令(无乘法)支持字节、半字和字的LOAD/STORE指令支持转移指令，

4、包括子程序调用及链接指令支持软件中断指令SWI寻址空间位64MB（26位）yyyy-M-7/95V2版架构已废弃不再使用支持乘法和乘加指令支持协处理器操作指令支持基本的存储器与寄存器交换指令SWP/SWPB支持快速中断模式V3版架构已废弃不再使用寻址范围扩展到4GB（32位）快速中断模式具有两个以上的分组寄存器增加状态寄存器CPSR/SPSR，及从异常处理返回的MSR/MRS指令，便于异常的处理增加了中止和未定义两种处理器模式yyyy-M-8/95V4版架构目前应用最广的ARM体系结构，ARM7、ARM8、ARM9和StrongARM都采用该版架构增加了有/无符号的半字和有符号字节

5、的Load/Store指令增加了16位Thumb指令集完善了软件中断SWI指令的功能增加了处理器的特权模式V5版架构ARM10和XScale都采用该版架构改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率；E-增强DSP指令集,包括全部算法操作和16位乘法操作；J-支持新的JAVA,提供字节代码执行的加速功能增加了带有链接和交换指令BLX增加了计数前导零指令CLZ增加了软件断点指令为协处理器增加更多可选择的指令9/95V6版架构ARM11处理器采用该版架构增加了多媒体功能扩展SIMD，提高了嵌入式应用系统的音、视频处理能力改进了内存管理改进了混合端与不对齐数据支持，使得小端系统支持大端数据

6、V7版架构Cortex-A/M/R系列处理器采用该版架构2005年发布，采用Thumb-2技术。M系列→传统单片机市场A系列→高端应用处理器市场R系列→实时性控制yyyy-M-10/95ARM处理器核与体系结构的对应关系核体系结构ARM1ARMv1ARM2ARMv2ARM2aS，ARM3ARMv2aARM6，ARM600，ARM610，ARM7，ARM700，ARM710ARMv3StrongARM，ARM8，ARM810ARMv4ARM7TDMI，ARM710T，ARM720T，ARM740T，ARM9TDMI，ARM920T，ARM940TARMv4TARM9E-S，ARM10

7、TDMI，ARM1020EARMv5TEARM1136J(F)-S，ARM1176JZ(F)-S，ARM11MPCorARMv6ARM1156T2(F)-SARMv6T2ARMCortex-M，ARMCortex-R，ARMCortex-AARMv7ARM处理器（核）命名规则ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}x——系列号y——存储管理/保护单元z——CacheT——Thumb指令集D——JTAG调试器M——快速乘法器I——嵌入式