ARM嵌入式系统结构与编程：第2章 ARM技术与ARM体系结构.ppt

5．中止模式：当存取异常时将会进入这种模式，用来处理存储器故障、实现虚拟存储或存储保护。6．未定义指令异常模式：当执行未定义指令时会进入这种模式，主要是用来处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真，未定义指令多发生在对协处理器的操作上。7．系统模式：使用和User模式相同寄存器组的特权模式，用来运行特权级的操作系统任务。在这7种工作模式中，除了用户模式以外，其他6种处理器模式可以称为特权模式，在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式的切换。在这6种特权模式中，除了系统模式外的其他5种特权模式又称为异常模式，每种异常都对应有自己的异常处理入口点。2.2内容回顾ARM7TDMI基于结构，级流水线，分别为。ARM9基于结构，级流水线，分别为。ARM处理器有和2种工作状态，7种运行模式。理解各种工作模式的用途。2.4内部寄存器ARM处理器共有37个寄存器，这些寄存器包括以下两类寄存器。（1）31个通用寄存器：包括程序计数器PC等，这些寄存器都是32位寄存器。（2）6个状态寄存器：状态寄存器也是32位的寄存器，但是目前只使用了其中的14位。寄存器组织这些寄存器不能被同时访问，具体哪些寄存器可编程访问取决于微处理器的工作状态和所处的运行模式。在ARM状态任意一种工作模式下，可见的寄存器包括15个通用寄存器R0~R14、程序计数器PC、一个或两个状态寄存器。ARM状态下的寄存器组织ARM状态下通用寄存器包括R0~R15，可以分为以下三类：1.纯通用寄存器R0~R7、PC（R15）在所有的运行模式下，纯通用寄存器都指向同一个物理寄存器。对于ARM指令，PC指向当前指令的下两条指令的地址，在ARM状态下指令是字对齐，PC值的第0、第1位为0；在Thumb状态下指令是半字对齐的，PC的第0位为0.当成功写入一个地址数值时，程序将跳转到该地址执行。ARM状态下的寄存器组织2.分组寄存器R8~R14对于分组寄存器，它们每一次所访问的物理寄存器与处理器的当前运行模式有关。分组寄存器R8～R14取决于当前的处理器模式，每种模式有专用的分组寄存器用于异常处理。寄存器R8～Rl2可分为两组物理寄存器。一组用于FIQ模式，另一组用于除FIQ以外的其他模式。第1组访问R8_fiq～R12_fiq，允许快速中断处理。第二组访问R8_usr～R12_usr，寄存器R8～R12没有任何指定的特殊用途。为什么要分组呢？ARM状态下的寄存器组织2.分组寄存器R8~R14寄存器R13、R14可分为6个分组的物理寄存器。1个用于用户模式和系统模式，而其他5个分别用于svc、abt、und、irq和fiq五种异常模式。ARM状态下的寄存器组织2.分组寄存器R8~R14寄存器R13通常用作堆栈指针，称作SP。每种异常模式都有自己的分组R13。通常R13应当被初始化成指向异常模式分配的堆栈。在入口处，异常处理程序将用到的其他寄存器的值保存到堆栈中；返回时，重新将这些值加载到寄存器。这种异常处理方法保证了异常出现后不会导致执行程序的状态不可靠。ARM状态下的寄存器组织2.分组寄存器R8~R14寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为链接寄存器LR（LinkRegister）。当执行带链接分支(BL)指令时，得到R15的备份。在其他情况下，将R14当做通用寄存器。当中断或异常出现时，相应的分组寄存器R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值。*TM**TM第2章ARM技术与ARM体系结构本章主要介绍ARM处理器的产生及版本发展历史，以及各个版本的典型处理器及应用情况和性能分析；ARM处理器的内核编程结构，重点分析了ARM7TDMI-S、ARM9TDMI两种结构；ARM处理器的工作模式及寄存器组织结构，分析了在什么情况下进入到相应的工作模式；ARM处理器支持的内存数据存储格式，分为大端格式和小端格式；最后介绍了ARM7的三级流水线运行机制和ARM9的五级流水线运行机制。内容提要2．1ARM体系结构版本与