ARM嵌入式系统结构与编程--复习_图文

1、嵌入式系统的定义An Embedded system is the devices used to control,monitor, or assist the operation of equipment,machinery or plants.以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、功耗严格要求的，专用计算机系统。 嵌入式实时操作系统的特点：（1）采用抢占式的调度策略，任务实时性好，且执行时间是确定的；（2）具有可裁剪性（根据任务的需要与否进行添加或删除操作系统模块）和可移植性（移植到各种处理器上）；（3）具有较好的可靠性和可扩展性，适合嵌入式产

2、品的应用开发。 嵌入式系统在工程领域的应用 ARM 内核版本命名规则ARM xyzTDMIEJF-Sx 系列号，例如ARM7中的“7” y 内部存储管理/保护单元 z 内含有高速缓存Cache ； T 支持16位的Thumb 指令集；D 支持JTAG 片上调试； M 支持用于长乘法操作的ARM 指令 I 带有嵌入式追踪宏单元； E 增强型DSP 指令（基于TDMI ） J 含有Java 加速器Jazelle F向量浮点单元ARM 内核模块ICE ，在线仿真器，In Circuit EmulatorETM ，嵌入式追踪宏单元，Embedded Trace MacroTAP ，测试访问端口，Tes

3、t Access PortJTAG 是联合测试工作组（Joint Test Action Group）三级流水线：取指、译码、执行（进行逻辑电路的实现）五级流水线：取指、译码、执行（计算要访问的存储器地址）、存储器访问（实现数据缓冲功能）、寄存器回写 程序状态寄存器 T ：控制位，0表示ARM 指令，1表示Thumb 指令F ：FIQ 中断使能 I：IRQ 中断使能J ：Jazelle 状态标志位 V：溢出标志位C ：进位或借位标识 Z：结果为0标识N ：符号位标识ARM 处理器的异常数据终止、快速中断请求、普通中断请求、预取指中止、软件中断、复位、未定义指令。ARM 所有异常中，除了复位异常

4、外，其余的异常都需要返回。 PC 指向正被取指的指令，而非正在执行的指令寄存器移位ASR 算术右移：空出的最高有效位用“符号位”填充；ROR 循环右移：移出的低位依次填入空出的高位RRX 带扩展的循环右移：数据处理指令寻址方式（第二操作数）：立即数方式、寄存器方式、寄存器移位且移位数为5位立即数、寄存器移位且移位数值放在寄存器中、寄存器进行RRX 移位得到ARM 指令集系统：数据处理指令、分支指令、加载/存储指令、批量加载/存储指令、交换指令、程序状态寄存器处理指令、协处理器操作指令、异常产生指令。程序流跳转：使用专门的分支指令（跳转范围-32M +32M）直接向PC 写入跳转地址值（在4G

5、的地址空间中任意跳转） 交换指令：能在一条指令中实现存储器和寄存器之间交换数据。 程序状态寄存器PSR 访问指令：MSR （读）和MRS （写），通过“读取-修改-写回”的操作序列实现。但必须通过BX 等指令完成程序状态等的切换。ARM 处理器最多可支持16个协处理器，每个协处理器只执行针对自身的协处理指令。协处理器执行加载/存储指令失败，将产生未定义的指令异常。ARM 异常产生指令：软中断指令SWI ，断点调试指令BKPT伪指令ARM 处理器支持的汇编语言程序里的特殊助记符，它不在处理器运行期间由机器执行，而是在汇编时被合适的机器指令替代成ARM 或Thumb 指令，从而实现真正的指令操作。

6、伪操作ARM 汇编语言程序里的特殊的指令助记符，其作用是为完成汇编程序做各种准备工作。只在汇编过程中起作用。LDR ：将32位的常数或地址值读取到寄存器中。若常数符合立即数的要求，则用MOV 或MVN 替代，否则放入内存文字池。ADRL 、ADR ：将基于PC 相对偏移的地址或基于寄存器相对偏移的地址值读取到寄存器。可被两条具有等功能的ADD 或SUB 指令替代。.equ /.set symbol expr:给数字常量或程序中的标号指定一个名称 .equiv ：功能同上。symbol 必须在程序段中第一次定义。.fill repeat,size,value 分配一段字节内存单元，用长度为siz

7、e 的value 值填充repeat 次.zero size 用0初始化长度为size 的内存单元.org offset,expr 指定从当前地址加offset 开始存放代码，并且用0或指定的数据填充当前地址到当前地址加上offset 之间的空间. GNU 标准中提供了：支持ARM 汇编语言的汇编器as 、交叉编译器gcc 、 链接器ld.LDRB R0，R1 R0 <- R1字节单元，R0高24位清零STRB R0，R1 R0的低8位 -> R1LDRH R2,R1,#4 R2 <- R1+4半字单元，R2的高16位清零 STRH R0,R1,#4! R0低16位 ->

8、; R1+4,同时R1=R1+4LDRSB R0,R1,#4 R0 <- R1+4字节单元，R0高24位用符号扩展 LDRSH R0，R1,#4 R0 -> R1半字单元且R0高16位用符号扩展，R1=R1+4如何用带PSR 操作的批量字数据加载指令实现IRQ 中断的返回 SUB R14,R14,#4 ;计算返回地址，并保存相关寄存器STMFD R13！，R0-R3,R12,LRLDMFD R13!,R0-R3,R12,PC;将LR 的内容装入PC ，实现子程序返回对数据区进行 64 位结果累加操作 .global _start MOV R2,#100 .text MOV R8,#

9、0 .arm MOV R9,#0 _start Loop_2: MOV R0,0x3000 LDR R1,R0,#4 MOV R1,0x10000001 ADDS R8,R8,R1 MOV R2,#100 ADC R9,R9,#0 Loop_1: SUBS R2,R2，#1 STR R1,R0,#4 BNE Loop_2 ADD R1,R1,#1 stop: SUBS R2,R2,#1 B stop BNE Loop_1 .end MOV R0,0x3000 求一个数的阶乘（20） .global _start UMULL R8,R9,R8,R0 .text MLA R9,R1,R0,R9 _

10、start: SUB R0,R0,#1 MOV R8,#20 BNE Loop MOV R9,#0 Stop: SUB R0,R8,#1 B Stop Loop: .end MOV R1,R9 从源地址拷贝 num 个字数据即 num*4 个字节的内容到目的地址 Dst .global _start MOV R0,=Src .text MOV R1,=Dst .equ NUM ,20 MOV R2,#NUM _start MOV SP ,#0x0c700000 blockcopy: MOVS R3,R2,LSR #3 BEQ copywords STMFD SP!,R4-R11 octcopy

11、: LDMIA R0!,R4-R11 STMIA R1!,R4-R11 SUBS R3,R3,#1 BNE octcopy LDMFD SP!,R4-R11 copywords: ANDS R2,R2,#7 BEQ stop wordcopy: LDR R3,R0,#4 STR R3,R1,#4 SUBS R2,R2,#1 BNE wordcopy stop: B stop .ltorg: Src: Dst: .end 累加一个队列中的所有元素，碰到 0 时停止，结果放入 R4 假设队列为地址从 R0 开始递增的字队列： LOOP LDR R1,R0,#4! MOVS R2,R1 BEQ END ADD R4,R4,R2 B LOOP END 用 ARM 编写代码， 实现将 ARM 处理器切换到未定义模式， 并关闭中断 .equ Undef_Mode 0x1B .equ Mode_Mask 0x1F .equ NOINT 0xC0 MRS R0,CPSR ;读 CPSR BIC R0,R0,#Mode_Mask