第2章 嵌入式微处理器2.ppt

ARM7TDMI处理器的高级调试特性使应用程序、操作系统和硬件的开发变得更加容易。 2.14 调试接口简介 调试主机： 一台运行调试软件的计算机。 协议转换器： 将调试主机发出的高级命令转换到处理器JTAG接口的低级命令。 调试目标： 具体的硬件目标板。 术语 缩语、术语 英文全称 解 释 RISC Reduced Instruction Set Computing 精简指令集 JTAG Joint Test Action Group 联合测试行动小组 CLZ指令用于计算寄存器中操作数最高端0的个数 。 ARM/Thumb之间的函数调用 　　在无交互的子程序调用中,其过程比较简单。实现调用通常只需要一条指令： 　　BL function 　　实现返回也只需要从LR恢复PC即可： 　　MOV PC, LR 　　 　　如果子函数和父函数不在同一种状态下执行,因为状态切换,需要对函数调用作更多的考虑： 　　① ?BL不能完成状态切换,需要由BX来切换状态。 　　②? BX不能自动保存返回地址到LR,需要在BX之前先保存好LR。 　　③ ?用“BX LR”来返回,不能使用“MOV PC, LR”,因为这条指令同样不能实现状态切换。返回时要仔细考虑保存在LR中最低位的内容是否正确。 　　假如用户直接使用汇编语言进行状态交互跳转,上述的几个问题都需要用手工编码加以处理。如果用户使用高级语言进行开发,不需要为ARM/Thumb之间的相互调用增加额外编码,但是最好要对其调用过程加以了解。 将当前指令地址加4或加8复制（取决于异常的类型）到LR中。比如IRQ异常时，LR指向最后执行的指令加上8，最后的指令执行完毕后，才进入IRQ异常处理，所以返回地址应指向下一条指令，即LR-4处。 如果异常处理程序已经把返回地址拷贝到堆栈，那么可以使用一条多寄存器传送指令来恢复用户寄存器并实现返回。 SUB LR,LR,#4 ;计算返回地址 STMFD SP!,{R0-R3,LR} ;保存使用到的寄存器 . . . LDMFD SP!,{R0-R3,PC}^ ;中断返回 中断处理代码的开始部分和退出部分 2.9.2 异常入口和出口处理 如果异常处理程序已经把返回地址拷贝到堆栈，那么可以使用一条多寄存器传送指令来恢复用户寄存器并实现返回。 中断处理代码的开始部分和退出部分 SUB LR,LR,#4 ;计算返回地址 STMFD SP!,{R0-R3,LR} ;保存使用到的寄存器 . . . LDMFD SP!,{R0-R3,PC}^ ;中断返回 2.9.2 异常入口和出口处理（续） 在异常发生后，ARM7TDMI内核会作以下工作： 在适当的LR中保存下一条指令的地址，当异常入口来自： ARM状态，那么ARM7TDMI将当前指令地址加4或加8复制（取决于异常的类型）到LR中； Thumb状态，那么ARM7TDMI将当前指令地址加4或加8 （取决于异常的类型）复制到LR中；异常处理器程序不必确定状态。 将CPSR复制到适当的SPSR中； 将CPSR模式位强制设置为与异常类型相对应的值； 强制PC从相关的异常向量处取指。 2.9.3 进入异常 ARM7TDMI内核在中断异常时置位中断禁止标志，这样可以防止不受控制的异常嵌套。 注：异常总是在ARM状态中进行处理。当处理器处于Thumb状态时发生了异常，在异常向量地址装入PC时，会自动切换到ARM状态。 当异常结束时，异常处理程序必须： 1. 将LR中的值减去偏移量后存入PC，偏移量根据异常的类型而有所不同； 2. 将SPSR的值复制回CPSR； 3. 清零在入口置位的中断禁止标志。 注：恢复CPSR的动作会将T、F和I位自动恢复为异常发生前的值。 2.9.4 退出异常 程序A IRQ服务程序 系统模式 IRQ模式 程序 寄存器组 2.9.5 图示进入异常过程 1. 程序在系统模式下运行用户程序，假定当前处理器状态为Thumb状态、允许IRQ中断； 2. 用户程序运行时发生IRQ中断，硬件完成以下动作： LR_sys SPSR_irq LR_irq LR PC CPSR SPSR SYS 1 ? 0 . . . ? ? ? ? MOD T F I . . . N Z C V 置位I位（禁止IRQ中断） 清零T位（进入ARM状态） 设置MOD位，切换处理器模式至IRQ模式 将下一条指令的地址存入IRQ模式的LR寄存器 将CPSR寄存器内容存入IRQ模式的SPSR寄存器 将跳转地址存入PC，实现跳转 IRQ 0 ? 1 . . . ? ? ? ? BackAddr JumpAddr Jump SYS 1 ? 0