ARM嵌入式系统教程 教学课件 作者 张石第2章.ppt

《ARM嵌入式系统教程 教学课件 作者 张石第2章.ppt》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、ARM嵌入式系统第2章ARM体系结构ARM微处理器的编程模型ARM微处理器的工作状态ARM体系结构的存储器格式ARM体系结构的指令长度及数据宽度ARM微处理器的处理器模式ARM体系结构的寄存器组织ARM微处理器的异常状态字、半字、字节字（Word）在ARM体系结构中，字的长度为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。字对齐：四字节对齐半字对齐：两字节对齐ARM微处理器的工作状态(1)两种状态：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指令处理器工作

2、状态的转变并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。ARM微处理器的工作状态(2)状态切换：BX{}指令的条件码。忽略时无条件执行。寄存器中为跳转的目标地址，当寄存器的bit[0]为0时，目标地址处的指令为ARM指令；当寄存器的bit[0]为1时，目标地址处的指令为Thumb指令。伪代码:ifConditionPassed(cond)thenTFlag=Rm[0]PC=RmAND0xFFFFFFFEARM微处理器在复位或上电时处于ARM状态，发生异常时处于ARM状态。ARM体系结构的存储器格式（1）ARM体系结构所支持的最大寻址空间为

3、4GB（232字节）大端格式（BigEndian)字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中。小端格式(LittleEndian)低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。ARM体系结构的存储器格式（2）(0H)=0123H(4H)=4567H(8H)=89ABHBigEndian(0H)=3210H(4H)=7654H(8H)=BA98HLittleEndian字地址0123456789AB048低高字地址0123456789AB048低高ARM体系结构的存储器格式（3）r0=0x11223344STRr0,[r1]LDRBr2,[r1]r1=0x10

4、0Memory32100123ByteLane312423161587011223344312423161587011223344312423161587011223344312423161587000000044312423161587000000011LittleendianBigendianR2=0x44R2=0x11ARM体系结构的指令长度及数据宽度指令长度：32位（在ARM状态下）16位（在Thumb状态下）数据宽度：字节（8位）半字（16位）字（32位）三种数据宽度对存储器及外部设备的访问。其中，字数据需要按4字节对齐（地址的低两位为0）、半字数据需要按2字节对齐（地址的最低位为0

5、）。ARM微处理器的处理器模式（1）7种处理器模式：用户模式（usr）：用户应用程序系统模式（sys）：特权模式快速中断模式（fiq）：用于快速数据传输中断模式（irq）：通用的中断处理管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式终止模式(abt)：数据访问中止或指令预取中止未定义指令模式（und）：未定义的指令执行时管理模式（svc）是系统复位后的默认模式特权模式（PrivilegedModes）异常模式（ExceptionModes）异常模式特权模式ARM微处理器的处理器模式（2）ARM微处理器的运行模式可以通过软件改变（特权模式），也可以通过外部中断或异常处理改变。大多数的应用程序运行在用

6、户模式下，当处理器运行在用户模式下时，某些被保护的系统资源是不能被访问的。也不能改变模式。除非异常发生。特权模式可以自由地访问系统资源和改变模式。ARM体系结构的寄存器组织（1）37个32位的寄存器：31个通用寄存器未分组寄存器（UnbankedRegister）：R0～R7分组寄存器(BankedRegister）：R8～R14程序计数器R15（PC指针）6个状态寄存器，用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态，目前只使用了其中的一部分在每一种处理器模式下均有一组相应的寄存器与之对应。在所有的寄存器中，有些是在7种处理器模式下共用的同一个物理寄存器，而有些寄存器则是在不同的处理器模式下有不同

7、的物理寄存器ARM状态下的寄存器组织（2）未分组寄存器分组寄存器程序计数器PC异常模式System特权模式ARM状态下的寄存器组织（3）未分组寄存器（UnbankedRegister）R0～R7同一个寄存器名，在ARM微处理器内部只有一个独立的物理寄存器与之对应。在所有的运行模式下，未分组寄存器都指向同一个物理寄存器，他们未被系统用作特殊的用途。在中断或异常处理进行运行模式转换时，由于不同的处理器