ARM存储器组织和异常中断_习题3 51页.ppt

2008年6月21日 南京大学计算机系 《嵌入式系统原理与开发》 第7讲 南京大学计算机系 俞建新主讲 第4章ARM体系结构 本章主要介绍以下内容： ARM体系结构版本 ARM处理器系列 ARM流水线 ARM工作模式和工作状态 ARM寄存器组织 ARM存储器组织 ARM的异常中断 AMBA和ARM7TDMI 4.6 ARM存储器组织 介绍以下内容： 数据类型和存储格式 ARM的存储体系 片上存储器的用法 协处理器CP15 存储器管理单元MMU 保护单元 快速上下文切换扩展 写缓存器（Write Buffer） ARM的异常中断向量表和异常中断处理与返回 4.6.1 数据类型和存储格式 ARM存储器中的数据类型有6种 有符号数 8位（字节）、16位（半字）、32位（字） 无符号数 8位（字节）、16位（半字）、32位（字） 缺省端序设置为小端序 4.6.2 ARM的存储体系 参看下图，抽象成一个呈金字塔型的存储结构 注重研究第2层 4.6.3 片上存储器的用法 多数ARM处理器芯片内部集成了存储器 它们统称为片上存储器 用途有：片上Cache、片上SRAM、紧耦合存储器（TCM） 、写缓存 片上存储器的存储空间可以通过指令进行配置，定义成片上Cache，或者片上SRAM，或者一部分片上Cache加一部分片上SRAM。 紧耦合存储器和写缓存均需要编程使能或者硬件接线使能 按照具体应用情况决定片上存储器配置方法 片上存储器用作紧耦合存储器 紧耦合存储器的英文原文如下： Tightly Coupled Memory，TCM 弥补Cache访问的不确定性而增加的片上存储器。 除了片上紧耦合存储器外，还有紧耦合存储器接口，它能够提供低延时的外存储器访问。 有的处理器含有分立的指令TCM和数据TCM。TCM包含在存储器地址映射空间中，可以作为快速存储器来访问。除了不得包含读敏感地址之外，对TCM接口上连接的存储器类型没有其他限制。TCM使用物理地址，对TCM的写访问受到MMU内部保护信息的控制。 TCM在ARMv6处理器核的位置 ARMv6处理器包括：ARM1136J-S、ARM1156T2 片内TCM存储器举例 ARM926EJ-S核心内置32KB指令缓存、16KB数字缓存和8KB数据-TCM和8KB指令-TCM； Cortex-R4F方框图—含TCM接口 注意图的右侧含有一个TCM仲裁和接口模块 ARM1136的TCM支持DMA传输 参看ARM1136的方框图 ARM966E-S核的TCM地址映射 ARM966E-S的TCM别名地址空间 物理存储块可以通过TCM接口映射在片内的TCM存储区 ARM966E-S的TCM特点 The ARM966E-S processor supports both instruction and data TCMs. You can use the DTCM and ITCM to store real-time and performance-critical code. The TCMs are instantiated externally to the ARM966E-S macrocell providing for flexibility in the design of the memory subsystem. The system designer can select memory type and optimize the memory subsystem for power or speed. ARM966E-S的TCM接口特点（续1） The features of the TCM interface include: ◇ independent ITCM and DTCM sizes of 0KB or 1KB-64MB in power-of-two increments ◇ software visibility and programmability of TCM size and enable ◇ boot control for ITCM ◇ data access to the ITCM for literal pool accesses in code ◇ simple SRAM-style interface supporting both reads and writes ◇ variable TCM wait state control for ITCM and DTCM ◇ ability to indicate sequential and nonsequential accesses. ARM966E-S的TCM特点接口（续2） The