第9章ARM及其ARM技术.ppt

1、第九章 ARM及其ARM技术,9.1 ARM嵌入式系统概述,1、嵌入式系统是指软硬件可裁剪，适用于系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。 2、ARM32位的RISC处理器,（1）体积小、功耗低、成本低、性能高 （2）具有大量的存储器，指令执行速度快 （3）寻址方式简单灵活 （4）采用固定长度的指令格式 （5）支持Thumb(16b)/ARM(32b)双指令集，能兼容8b/16b器件,9.2 ARM/Thumb微处理器结构,以ARM7系列为例,（1）三级流水线结构，取指译码执行同时进行 （2）具有嵌入式ICE-RT逻辑，调试开发方便 （3）ARM/Thumb双指令集，可随

2、时切换 上电后自动设置为ARM状态,三级流水线结构,使用BX指令将ARM7TDMI内核的操作状态在ARM状态和Thumb状态之间进行切换,;从Arm状态切换到Thumb状态 LDR R0,=Lable+1 BX R0 ;从Thumb状态切换到ARM状态 LDR R0,=Lable BX R0,地址最低位为1，表示切换到Thumb状态,地址最低位为0，表示切换到ARM状态,跳转地址标号,9.3 ARM处理器的编程模型,（1）处理器模式：7种（用户、系统和5个异常模式） （2）内部寄存器：37个32位寄存器 （3）ARM的异常中断：7个异常类似与51的中断系统 （4）ARM存储器格式:232B=4

3、GB 两种存储方式：大端方式和小端方式（缺省）,ARM处理器支持下列数据类型： 字节 8位 半字 16位（必须分配为占用两个字节） 字 32位（必须分配为占用4各字节）,1 、处理器模式,2 、内部寄存器,共有37个32为寄存器,31个通用寄存器未分组、分组、程序计数器,6个状态寄存器,ARM状态下,R13_ARM指令中,习惯作为堆栈指针 THUMB指令,某些指令强制性要求用做堆栈指针,R14_子程序连接寄存器或连接寄存器LR 子程序调用,保存PC 的备份 异常或中断时,R14_mode保存PC的返回值,R15(PC)_正在取指的地址 PC=当前指令的地址值+8,THUMB状态下,3 、程序状

4、态寄存器,（1）中断禁止位I、F,I=1禁止IRQ中断 F=1禁止FIQ中断,（2）T标志位,T=0，ARM状态 T=1，THUMB状态,（3）运行模式位M4:0,用户模式 10001 FIQ模式 10010 RIQ模式 10011 管理模式 10111 中止模式 11011 未定义模式 11111 系统模式,4 、ARM的异常中断,异常是指任何打断处理器正常执行，并迫使处理器进入一个由有特权的特殊指令执行的事件如中断、陷阱、故障和中止等。,ARM体系支持的异常类型7种,（1）ARM体系支持的异常类型7种,存放的是转移指令,（2）优先级,依次降低,复位 数据中止 FIQ IRQ 预取指令中止

5、未定义指令 软件中断,（3）异常的响应过程,CPSR的内容保存到对应的SPSR_mode中 设置当前CPSR中的相应位M4:0、I、F、T 下一条指令的地址保存到R14_mode PC强制赋值，转向中断矢量表,注意：发生异常后，自动进入ARM 状态,（4）退出异常的过程,恢复现场 将SPSR_mode 内容复制到CPSR中 恢复断点,异常类 返回指令 ARM R14_X THUMB R14-X,5、ARM存储器格式,2种映射方式大端方式和小端方式,OX12345678,小端方式,大端方式,ARM7TDMI处理器采用冯诺依曼（Von Neumann）结构，指令和数据共用一条32位数据总线。只有装

6、载、保存和交换指令可访问存储器中的数据。,9.4 初识ARM处理器程序,AREA ThumbArmex , CODE , READONLY ENTRY CODE32 header LDR R0,start+1 BX R0 CODE16 Start MOV R0,#10 MOV R1,#3 ADD R0,R1,R1 END,ARM指令集可分为5大类指令，所有指令都可以条件执行，其中一些指令还可以根据执行结果更新CPSR寄存器的相关标志位： 分支指令； 数据处理指令； 加载和存储指令； 协处理器指令； 杂项指令。,AMR7指令集简介,ARM指令集,分支指令 数据处理指令 寄存器加载和存储指令 异常产生指令,Thumb指令集4大类,9.6使用ADS1.2进行嵌入式软件开发,ASD1