ARM微处理器体系结构.ppt

《ARM微处理器体系结构.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、2.2ARM微处理器体系结构2.2.1数据类型2.2.2ARM微处理器的工作状态2.2.3ARM体系结构的存储器格式2.2.4理器模式2.2.5寄存器组织1.ARM状态下的寄存器组织2.Thumb状态下的寄存器组织2.2.6异常2.2ARM微处理器体系结构2.2.1数据类型ARM处理器支持以下数据类型：字（Word）：字的长度为32位，而在8位/16位处理器体系结构中，字的长度一般为16位，请注意区分。半字(Half-Word)：半字的长度为16位，与8位/16位处理器体系结构中字的长度一致。字节（Byte）：各种处理器体系结构中，字节的长度均为8位。2.2.2ARM微处理器的工作状

2、态从编程的角度看,ARM微处理器的工作状态一般有两种,并可在两种状态之间切换:ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令；Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。ARM处理器在两种工作状态之间可以切换：进入Thumb状态。当操作数寄存器的状态位(位[0])为1时，执行BX指令进入Thumb状态。如果处理器在Thumb状态进入异常，则当异常处理(IRQ、FIQ、Undef、Abort和SWI)返回时，自动转换到Thumb状态。进入ARM状态。当操作数寄存器的状态位(位[0])为0时，执行BX指令进入ARM状态。处理器进行异常处理(IRQ、FIQ、Re

3、set、Undef、Abort和SWIARM状态执行)。在此情况下，把PC放人异常模式链接寄存器中。从异常向量地址开始执行也可以进入ARM状态。2.2.3ARM体系结构的存储器格式ARM体系结构将存储器看作是从零地址开始的字节的线性组合。从零字节到三字节放置第一个存储的字数据，从第四个字节到第七个字节放置第二个存储的字数据，依次排列。作为32位的微处理器，ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB。ARM体系结构可以用两种方法存储字数据，称为大端格式和小端格式,具体说明如下。◆大端格式：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。８９１０１１４５６７０１２３３１　

4、　　２４２３　１６１５　　８７　　　　　　０字地址高地址低地址以大端格式存储字数据◆小端格式：与大端存储格式相反，在小端存储格式中，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。１１１０９８７６５４３２１０以小端格式存储字数据高地址低地址３１　　　２４２３　　１６１５　　　８７　　　　　０字地址８４０2.2.4理器模式ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：用户模式(usr):ARM处理器正常的程序执行状态。快速中断模式(fiq):用于高速数据传输或通道处理。外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理。管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式，系统复位后的缺省模式。

5、1.指令终止模式(abt):指令预取终止时进入该模式。2.数据访问终止模式(abt)：当数据访问终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。指令未定义模式(und):支持硬件协处理器指令的软件仿真系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务。ARM微处理器的运行模式可以通过软件改变，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。除用户模式以外，其余的所有6种模式称为非用户模式或特权模式(PrivilegedModes)；其中除去用户模式和系统模式以外的5种又称为异常模式(ExceptionMode

6、s)，常用于处理中断或异常,以及需要访问受保护的系统资源等情况。处理器启动时的模式转换图超级模式（Supervisor)多种特权模式变化用户程序的运行模式复位后的缺省模式主要完成各模式的堆栈设置，注意不要进入用户模式一般为用户模式User处理器模式2.2.5寄存器组织如图2-4所示，ARM微处理器共有37个32位寄存器，其中31个为通用寄存器，6个为状态寄存器。但是这些寄存器不能被同时访问，具体哪些寄存器是可编程访问的，取决于微处理器的工作状态及具体的运行模式。但在任何时候，通用寄存器R0~R14、程序计数器PC、一个或两个状态寄存器都是可访问的。1.ARM状态下的寄存器组织(1)通

7、用寄存器．(2)寄存器R16(1)通用寄存器．通用寄存器包括R0~R15，可以分为3类：未分组寄存器R0~R7分组寄存器R8~R14程序计数器PC(R15)①未分组寄存器R0~R7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，它们未被系统用作特殊的用途，因此，在中断或异常处理进行运行模式转换时，由于不同的处理器运行模式均使用相同的物理寄存器，可能会造成寄存器中数据的破坏，这一点在进行程序设计时应引起注意。②分组寄存器R8～R14对于分组寄存器，它