ARM处理器的工作模式.ppt

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1、嵌入式系统设计:ARM处理器的工作模式1.1ARM处理器的工作状态和模式为了能够体现ARM的特点和性能，ARM处理器有两种工作状态和7种工作模式。1.1.1ARM处理器的工作状态有两种工作状态：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。两种状态可以切换。程序执行过程中，通过执行带状态切换的分支指令BX，随时在两种工作状态之间进行切换。并且，处理器工作状态的转变，并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。1.1ARM处理器的工作状态和模式(2)从AR

2、M状态切换到Thumb状态有两种情况ARM处理器自动切换到Thumb状态。（1）执行BX指令，当操作数寄存器的位[0]为1时，则微处理器从ARM状态切换到Thumb状态。此为主动切换。（2）当处理器处于Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef等），处理完异常后，在异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。此为自动切换。从Thumb状态切换到ARM状态有两种情况ARM处理器自动切换到Thumb状态。（1）执行BX指令，当操作数寄存器的位[0]为0时，则微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。（2）当处理器

3、在Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef等），则处理器从Thumb状态自动切换到ARM状态进行异常处理1.1ARM处理器的工作状态和模式(3)例1.1状态切换程序;从ARM状态切换到Thumb状态LDRR0,=Lable+1BXR0;从Thumb状态切换到ARM状态LDRR0,=LableBXR0注意：ARM和Thumb之间状态的切换不影响处理器的模式或寄存器的内容。ARM处理器在开始执行代码时，只能处于ARM状态。1.1.2ARM处理器的工作模式一、ARM9的7种工作模式1、用户模式（usr)：非特权

4、模式，大部分任务执行在这种模式。正常程序执行的模式2、快速中断模式（fiq）：当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。高速数据传输或通道处理3、外部中断模式（irq）：当一个低优先级(normal)中断产生时将会进入这种模式。通常的中断处理4、管理模式（svc)：当复位或软中断指令执行时将会进入这种模式。供操作系统使用的一种保护模式1.1.2ARM处理器的工作模式(2)5、中止模式（abt）：当存取异常时将会进入这种模式虚拟存储及存储保护6、未定义模式（und）：当执行未定义指令时会进入这种模式软件仿真硬

5、件协处理器7、系统模式（sys）：供需要访问系统资源的操作系统任务使用特权级的操作系统任务1.1.2ARM处理器的工作模式(2)二、模式分类及特点七种模式可以划分成四类1、用户模式特点：应用程序不能够访问受操作系统保护的系统资源。应用程序不能进行处理器模式的切换。2、系统模式特点：不属于异常模式，不是通过异常进入的。系统模式属于特权模式，可以访问所有的系统资源，也可以直接进行模式的切换。它主要供操作系统使用。3、特权模式及其特点：特权模式：除用户模式之外的工作模式又称为特权模式特点：应用程序可以访问所有的系统资源可以任

6、意地进行处理器模式的切换1.1.2ARM处理器的工作模式(3)4、异常模式及其特点：异常模式：除用户模式、系统模式之外的五种模式称为异常模式。特点：以各自的中断或异常方式进入，并且处理各自的中断或异常。对管理模式(svc)进入方式和处理内容有:①系统上电复位后进入管理模式，运行系统初始化程序，如中断允许/禁止，主时钟设置，SDRAM配置，各个功能模块初始化等。②当执行软件中断指令SWI时，进入管理模式。1.1.2ARM处理器的工作模式(4)处理器模式的切换方式：软件控制进行切换。通过外部中断和异常进行切换处理器启动时的

7、模式转换图管理模式(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User1.2ARM9寄存器本节主要内容1、ARM寄存器概述2、ARM通用寄存器3、ARM状态寄存器1.2ARM9寄存器1.2.1、ARM寄存器概述ARM处理器v4及以上版本有37个32位的寄存器其中31个为通用寄存器；6个为状态寄存器。31个通用寄存器R0～R15；R13_svc、R14_svc；R13_abt、R14_abt；R13_und、R14_und；R13_

8、irq、R14_irq；R8_fiq-R14_fiq6个状态寄存器CPSRSPSR_svc、SPSR_abt、SPSR_und、SPSR_irq和SPSR_fiq1.2ARM9寄存器(2)每一类处理器模式都有一组相应的寄存器组；在任意的处理器模式下，可见的寄存器包括15个通用寄存器（R0－R14）、1个或2个状态寄存器和程序寄存器