ARM技术应用领域及特点.ppt

ARM－Advanced RISC Machines ARM 公司的Chip less模式 ARM微处理器的应用领域 ARM微处理器的应用领域 ARM微处理器的特点—低功耗、低成本、高性能 ARM微处理器的特点—采用RISC体系结构 ARM微处理器的特点—大量使用寄存器 ARM微处理器的特点—高效的指令系统 ARM微处理器的特点—其他技术 ARM微处理器系列 ARM7微处理器系列 ARM7微处理器系列 ARM9微处理器系列 ARM9微处理器系列 ARM9E微处理器系列 ARM9E微处理器系列 ARM10E微处理器系列 ARM10E微处理器系列 SecurCore微处理器系列 SecurCore微处理器系列 StrongARM微处理器系列 Xscale处理器 ARM微处理器的工作状态 ARM与THUMB 状态切换方法 进入Thumb状态 切换到ARM状态 处理器模式 用户模式和特权模式 模式切换 ARM微处理器的存储器格式 ARM体系结构的存储器格式—大端格式 ARM体系结构的存储器格式—小端格式 指令长度及数据类型 非对齐的存储访问操作 非对齐的指令预取操作 非对齐的数据访问操作 寄存器组织 ARM微处理器共有37个32位寄存器，其中31个为通用寄存器，6个为状态寄存器。但是这些寄存器不能被同时访问，具体哪些寄存器是可编程访问的，取决微处理器的工作状态及具体的运行模式。但在任何时候，通用寄存器R14～R0、程序计数器PC、一个或两个状态寄存器都是可访问的。 ARM状态下的寄存器组织 ARM状态下的寄存器组织 未分组寄存器R0～R7 分组寄存器R8～R12 分组寄存器R13～R14 堆栈指针—R13 子程序连接寄存器—R14 程序计数器PC(R15) 程序状态寄存器(CPSR/SPSR) CPSR(当前程序状态寄存器)，CPSR可在任何运行模式下被访问，它包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。 Thumb状态下的寄存器组织 Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集 Thumb状态下的寄存器组织图 Thumb状态下的寄存器与ARM状态下的寄存器关系 Thumb状态下的寄存器与ARM状态下的寄存器关系图 访问THUMB状态下的高位寄存器（Hi-registers） 在Thumb状态下，高位寄存器R8～R15并不是标准寄存器集的一部分，但可使用汇编语言程序受限制的访问这些寄存器，将其用作快速的暂存器。 程序状态寄存器 程序状态寄存器的每一位的安排 程序状态寄存器的条件码标志 N、Z、C、V均为条件码标志位。它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变，并且可以决定某条指令是否被执行 标志位的含义 程序状态寄存器的控制位 状态寄存器的低8位（I、F、T和M[4：0]）称为控制位，发生异常时这些位可以被改变。如果处理器运行特权模式，这些位也可以由程序修改。 处理器运行模式及可以访问的寄存器 异常（Exceptions） 当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常，例如处理一个外部的中断请求。在处理异常之前，当前处理器的状态必须保留，这样当异常处理完成之后，当前程序可以继续执行。处理器允许多个异常同时发生，它们将会按固定的优先级进行处理。 ARM体系结构所支持的异常类型 对异常的响应 异常响应伪代码 从异常返回 FIQ（Fast Interrupt Request） FIQ异常是为了支持数据传输或者通道处理而设计的。 IRQ（Interrupt Request） IRQ异常属于正常的中断请求，可通过对处理器的nIRQ引脚输入低电平产生，IRQ的优先级低于FIQ，当程序执行进入FIQ异常时，IRQ可能被屏蔽。 ABORT（中止） 产生中止异常意味着对存储器的访问失败。ARM微处理器在存储器访问周期内检查是否发生中止异常。 Software Interruupt(软件中断) 软件中断指令（SWI）用于进入管理模式，常用于请求执行特定的管理功能。软件中断处理程序执行以下指令可以从SWI模式返回，无论是在ARM状态还是Thumb状态： MOVS PC , R14_svc 以上指令恢复PC（从R14_svc）和CPSR（从SPSR_svc） 的值，并返回到SWI的下一条指令。 Undefined Instruction(未定义指令) 异常向量表（Exception Vectors） 异常优先级（Exception Priorities） 应用程序中的异常处理 当系统运行时，异常可能会随时发生，为保证在ARM处理器发生异常时不至于处于未知状态，在应用程序的设计中，首先要进行异常处理，采用的方式是在异常向量表