【正文】 6個狀態(tài)寄存器）地址增加器乘法器桶形移位器32位 ALU寫數(shù)據(jù)寄存器 指令管線讀數(shù)據(jù)寄存器 Thumb指令譯碼器指令譯碼和控制邏輯ADDR[31:0]CLKCLENCFGBIGENDnIRQnFIQnRESETABORTLOCKWRITESIZE[1:0]PROT[1:0]TRANS[1:0]DBG輸出DBG輸入CP控制CP握手WDATA[31:0] RDATA[31:0]掃描調(diào)試控制哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 ARM7TDMI的模塊和內(nèi)核框圖ARM7TDMI模塊哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 三級流水線結(jié)構(gòu)? 三級流水線 ARM7TDMI處理器使用流水線來增加處理器指令流的速度。? 數(shù)據(jù)總線的輸入和輸出是分開的，而地址線是共用的，也就是說共有 32條輸出數(shù)據(jù)總線、 32條輸入數(shù)據(jù)總線和 32條地址總線。它具有優(yōu)異的性能，但功耗卻很低，使用門的數(shù)量也很少。哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系第三章ARM7TDMI簡介哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系主要內(nèi)容? 概述? 結(jié)構(gòu)和框圖? 3級流水線結(jié)構(gòu)? ARM處理器的尋址方式? 異常哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系主要內(nèi)容? 中斷延遲? 復(fù)位? 指令的預(yù)取和自修改代碼? 協(xié)處理器接口? 調(diào)試接口簡介哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 ARM7TDMI概述? ARM7TDMI概述： ARM7TDMI是目前應(yīng)用最廣泛的 ARM家族成員之一。它屬于精簡指令集計算機（ RISC），比復(fù)雜指令集計算機（ CISC）要簡單得多。 ARM7TDMI的模塊和內(nèi)核框圖哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系? TAP(test accessing port):用于 ARM進行測試和調(diào)試。這樣可使幾個操作同時進行，并使處理和存儲器系統(tǒng)連續(xù)操作，能提供 指令執(zhí)行速度。哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系? 存儲器訪問 ARM7TDMI處理器的存儲器接口可以使?jié)撛诘男阅艿靡詫崿F(xiàn)，這樣減少了存儲器的使用。 ARM處理器具有 9種基本尋址方式。將立即數(shù) 0xFF000裝入 R0寄存器 0x55R0MOV R0,0xFF00程序存儲(2).立即尋址MOV R0,0xFF000xFF00從代碼中獲得數(shù)據(jù)哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 寄存器移位尋址是 ARM指令集特有的尋址方式。將 R2指向的存儲單元的數(shù)據(jù)讀出。到保存到 R0指定的存儲單元 (5).基址尋址0x55R2R3 0x400000000xAA0x4000000CLDR R2,[R3,0x0C]0xAA將 R3+0x0C作為地址裝載數(shù)據(jù)哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 多寄存器尋址一次可傳送幾個寄存器值，允許一條指令傳送 16個寄存器的任何子集或所有寄存器。(6).多寄存器尋址0x40000000R1R2 0x?? 0x01 0x400000000x??R3R4 0x??R6 0x??0x020x030x040x400000040x400000080x4000000C存儲器LDMIA R1!,{R2R4,R6} 0x400000100x010x020x030x04哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 堆棧是一個按特定順序進行存取的存儲區(qū)，操作順序為 “后進先出 ” ?？者f增 ：堆棧向上增長，堆棧指針指向堆棧上的第一個空位置。將 R1～ R7的數(shù)據(jù)保存到存儲器中。增長方向為向上增長。SUB LR,LR,4 。這條指令在從存儲器中裝載 PC的同時（ PC是最后恢復(fù)的）， CPSR也得到恢復(fù)。注 ：異?？偸窃?ARM狀態(tài)中進行處理。將下一條指令的地址存入IRQ模式的 LR寄存器167。 IRQ的優(yōu)先級低于 FIQ。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令（ LDR、 STR）回寫到被修改的基址寄存器。 SWI處理程序通過執(zhí)行下面的指令返回：MOVS PC,R14_svc 這個動作恢復(fù)了 PC和 CPSR并返回到 SWI之后的指令。未定義的指令和 SWI異?；コ?。Tldm，最長的指令執(zhí)行需要的時間。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 中斷延遲? 最大中斷延遲FIQ總的延遲時間 =Tsyncmax +Tldm +Texc +Tfiq=27個周期 在 40MHz處理器時鐘時，最大延遲時間略少于 。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 許多 ARM實現(xiàn)在前一條指令的執(zhí)行尚未完成時將指令從存儲器中取出。對于 Thumb指令，得到的地址是它自身地址 +4； 雖然生產(chǎn)廠商可以選擇預(yù)取指令的數(shù)目，但是仍然可以保證讀取 PC所得到地址比它自身地址落后兩條指令。 指令的預(yù)取和自修改代碼? 預(yù)取可能存在的問題提示 ：因為自修改代碼有許多特需要考慮，建議盡量避免使用。指令流水線；167。 協(xié)處理器接口? 可用的協(xié)處理器哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 ARM7TDMI處理器的高級調(diào)試特性使應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和硬件的開發(fā)變得更加容易。協(xié)議轉(zhuǎn)換器：將調(diào)試主機發(fā)出的高級命令轉(zhuǎn)換到處理器 JTAG接口的低級命令。寄存器分組；167。例如，任何一個允許將程序裝入存儲器然后執(zhí)行的系統(tǒng)都使用自修改代碼。 指令的預(yù)取和自修改代碼哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系?????????內(nèi)核流水性執(zhí)行譯碼預(yù)取 LDR R0,AddInstr STR R0,NextInstrNextInstr SUB R1,R1,1 . . .AddInstr ADD R1,R1,1(1)(2)(4)(3) 在存儲器中的指令可能在它被預(yù)取之后，被執(zhí)行之前發(fā)生改變。指令的預(yù)取并不是實際執(zhí)行指令。 最大的 IRQ延遲時間與之相似，但必須考慮到這樣一種情況，當(dāng)更高優(yōu)先級的 FIQ和 IRQ同時申請時， IRQ要延遲到 FIQ處理程序允許 IRQ中斷時才處理（可能需要對中斷控制器進行相應(yīng)的操作）。注意，是在零等待狀態(tài)系統(tǒng)中。當(dāng) FIQ使能，并且 FIQ和數(shù)據(jù)中止異常同時發(fā)生時， ARM7TDMI內(nèi)核首先進入數(shù)據(jù)中止處理程序，然后立即跳轉(zhuǎn)到 FIQ向量。 ? 軟件中斷指令 異常哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計算機應(yīng)用技術(shù)系 當(dāng) ARM7TDMI處理器遇到一條自己和系統(tǒng)內(nèi)任何協(xié)處理器都無法處理的指令時， ARM7TDMI內(nèi)核執(zhí)行未定義指令陷阱。交換指令（ SWP）中