第2章armthumb微處理器結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)(已修改)
2025-01-19 16:14 本頁面
【正文】 第 2章 ARM/THUMB微處理器結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 本章簡要介紹了 ARM/THUMB微處理器的一些基本概念、應(yīng)用領(lǐng)域及特點(diǎn)，以引導(dǎo)讀者進(jìn)入 ARM/THUMB的殿堂。 本章主要內(nèi)容有： ◆ ARM/THUMB及相關(guān)技術(shù)簡介 ◆ ARM/THUMB微處理器系列 ◆ ARM/THUMB微處理器的結(jié)構(gòu) ◆ ARM/THUMB指令系統(tǒng) ARM微處理器概述 ARM(Advanced RISC Machines)，既可以認(rèn)為是一個(gè)公司的名字，也可以認(rèn)為是對一類微處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字。 1991年 ARM公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)。目前，采用 ARM 技術(shù)知識產(chǎn)權(quán) (IP)核的微處理器，即我們通常所說的 ARM微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場，基于 ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了 32位RISC微處理器 75%以上的市場份額， ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各個(gè)方面。 ARM公司是專門從事基于 RISC技術(shù)芯片設(shè)計(jì)開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，它本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可，由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片，世界各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商從ARM公司購買其設(shè)計(jì)的 ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，加入適當(dāng)?shù)耐鈬娐?，從而形成自己?ARM微處理器芯片進(jìn)入市場。 目前，全世界有幾十家大的半導(dǎo)體公司都使用 ARM公司的授權(quán)，因此既使得 ARM技術(shù)獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使整個(gè)系統(tǒng)成本降低，從而使產(chǎn)品更容易進(jìn)入市場被消費(fèi)者所接受，更具有競爭力。 ARM處理器系列 下面所列的是 ARM微處理器的幾個(gè)系列，以及其他廠商基于 ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器，這些處理器除了具有 ARM體系結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)以外，每一個(gè)系列的 ARM微處理器都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。 ◆ ARM7系列 ◆ ARM9系列 ◆ ARM9E系列 ◆ ARMl0E系列 ◆ SecurCore系列 ◆ Intel的 Xscale ◆ Intel的 StrongARM 1. ARM7微處理器系列 ARM7系列微處理器為低功耗的 32位 RISC處理器，最適合用于對價(jià)位和功耗要求較高的消費(fèi)類應(yīng)用。 ARM7微處理器系列具有如下 特點(diǎn) : ? 具有嵌入式 ICE（ InCircuit Emulator） — RT邏輯，調(diào)試開發(fā)方便。 ? 極低的功耗，適合對功耗要求較高的應(yīng)用，如便攜式產(chǎn)品。 ? 能夠提供 。 ? 代碼密度高并兼容 16位的 Thumb指令集。 ? 對操作系統(tǒng)的支持廣泛，包括 Windows CE、 Linux、Palm OS等。 ? 指令系統(tǒng)與 ARM9系列、 ARM9E系列和 ARMl0E系列兼容，便于產(chǎn)品升級換代。 ? 主頻最高可達(dá) 130MIPS，高速的運(yùn)算處理能力能勝任絕大多數(shù)的復(fù)雜應(yīng)用。 ARM的 JTAG調(diào)試接口 1。 ARM的 JTAG調(diào)試結(jié)構(gòu) 一個(gè)典型的 ARM基于 JTAG調(diào)試結(jié)構(gòu) 如圖所示。 Debug主控（ Host） 通常是運(yùn)行有 ARM公司或者第三方提供的調(diào)式軟件的 PC，通常用的調(diào)試軟件有 ARM Debug for Window(ADW),Linux下的 armelfgdb等。 通過這些調(diào)試軟件，可以發(fā)送高級的 ARM指令，比如：設(shè)置籪點(diǎn)，讀寫存儲(chǔ)器，單步跟蹤，全速運(yùn)行等。 協(xié)議轉(zhuǎn)換器（ Protrocol converter） 負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換 Debug主控端發(fā)出的高級 ARM調(diào)式命令為底層的和 ARM內(nèi)核通信的JTAG命令。 Debug主控端和協(xié)議轉(zhuǎn)換器之間的介質(zhì)可以有很多種，比如：以太網(wǎng)， USB， RS232，并口等。主控端和協(xié)議轉(zhuǎn)換器之間的通信協(xié)議最典型的就是 ARM公司提供的Angle標(biāo)準(zhǔn)，也可以是第三方廠家自己定義的標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)于 Angle的協(xié)議，請參考 ARM SDT和 ADS， ajj公司的 OpenICE32,EPI公司的 Jeeni等。 協(xié)議轉(zhuǎn)換器（ Protrocol converter） 負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換 Debug主控端發(fā)出的高級 ARM調(diào)式命令為底層的和 ARM內(nèi)核通信的 JTAG命令。 Debug主控端和協(xié)議轉(zhuǎn)換器之間的 介質(zhì) 可以有很多種，比如：以太網(wǎng)， USB， RS232，并口等。主控端和協(xié)議轉(zhuǎn)換器之間的通信協(xié)議最典型的就是 ARM公司提供的 Angle標(biāo)準(zhǔn)，也可以是第三方廠家自己定義的標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)于 Angle的協(xié)議，請參考 ARM SDT和ADS， ajj公司的 OpenICE32,EPI公司的 Jee
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