文档介绍：该【第06讲 第4章ARM体系结构85页-3 】是由【hhhhh】上传分享，文档一共【86】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【第06讲 第4章ARM体系结构85页-3 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。嵌入式系统结构与设计(shèjì)基础第6讲合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院史久根第一页,共八十六页。2024/5/201合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院第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(zhuàngtài)ARM寄存器组织ARM存储器组织ARM的异常中断AMBA和ARM7TDMI第二页,共八十六页。2024/5/202合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院ARM处理器基本特征ARM处理器在设计上沿用了RISC技术的基本特征,但是也放弃了一些RISC设计特征。沿用的有:通用寄存器堆,32位定长指令,Load/Store访问存储器指令和3地址数据运算指令。没有沿用的有:重叠寄存器窗口,延迟转移和单周期(zhōuqī)指令执行。2001年以后,ARMv6体系结构中增加了60多条SIMD指令集。现在可以认为ARM处理器体系结构以CISC结构为主,兼有RISC的优点。第三页,共八十六页。2024/5/203合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)(bǎnběn)迄今为止主要出现过7个指令集体系结构版本,分别(fēnbié)命名为V1-V7。此外还有基于这些体系结构版本的变种版本。目前主要在用的ARM处理器的体系结构是V4、V5、V6和V7。每一个版本都继承了前一个版本的基本设计,指令集向下兼容。第四页,共八十六页。2024/5/204合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院当前(dāngqián)在用的ARM核概况目前实际使用的ARM处理器核有二十多种每一种处理器核依据一个体系结构版本设计这些ARM核的共同特点是:字长32位、RISC结构、低功耗、附加16位高密度指令集Thumb获得广泛的嵌入式操作系统支持包括:WindowsCE、PalmOS、SymbianOS、Linux以及其他的主流(zhǔliú)RTOS含有嵌入式跟踪宏单元ETM(EmbeddedTraceMacro)第五页,共八十六页。2024/5/205合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院体系结构版本(bǎnběn)V1这种版本在原型机ARM1上实现过,从未用于商用产品。它包含:基本(jīběn)的数据处理指令(不包括乘法);字节、字和多字的加载/存储(load/store)指令;分支(branch)指令,包括设计用于子程序调用的分支与链接指令;软件中断指令SWI。版本V1只有26位寻址空间,现在已废弃不用。第六页,共八十六页。2024/5/206合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院体系结构版本(bǎnběn)V2增加了这几种指令:乘法和乘加指令;支持协处理器的指令;快速中断(zhōngduàn)模式(FIQ)中额外的2个备份寄存器;SWP指令和SWPB指令。版本V2和它之后的版本V2a仍然只有26位寻址空间,现在已废弃不用。第七页,共八十六页。2024/5/207合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院体系结构版本(bǎnběn)V3这个体系结构版本将寻址范围扩展到了32位。当前程序状态信息由过去存于R15中移到一个新的当前程序状态寄存器CPSR(CurrentProgramStatusRegister)中。增加了程序状态保存寄存器SPSR(SavedProgramStatusRegisters),以便当异常出现时保留CPSR的内容。增加了2个指令(MRS和MSR),允许(yǔnxǔ)访问新的CPSR和SPSR寄存器。第八页,共八十六页。2024/5/208合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院体系结构版本(bǎnběn)V4对体系结构版本V3进行了扩展,即:半字读取和存储指令(zhǐlìng);读取带符号的字节和半字数据的指令(zhǐlìng);增加了高密度指令(zhǐlìng)集Thumb,这样V4体系结构有了T变量;有了在ARM/Thumb状态之间切换的指令(zhǐlìng);增加了处理器管理模式(SVC模式)。第九页,共八十六页。2024/5/209合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院体系结构版本(bǎnběn)V5提高了T变量中ARM/Thumb之间切换的效率;让非T变量同T变量一样,使用相同的代码生成技术。增加了一个前导零计数(countleadingzeros)指令,该指令允许更有效的整数除法和中断优先程序;增加了软件断点指令;为协处理器设计者增加了更多可选择指令;对由乘法指令如何设置标志(biāozhì)进行了定义。第十页,共八十六页。2024/5/2010合肥工业大学计算机与信息(xìnxī)学院