arm體系結(jié)構(gòu)20xx1007(完整版)
【正文】 感覺，計算機(jī)由哪幾部分組成？ 計算機(jī)的實現(xiàn) ? 半導(dǎo)體技術(shù) ? 制造技術(shù) ? 封裝技術(shù) ? 裝配技術(shù) ? 電源技術(shù) ? 冷卻技術(shù) ? …… 15 2計算機(jī)運(yùn)行的兩部分 2馮諾依曼體系結(jié)構(gòu) 幾個基本概念間的關(guān)系 ? 體系結(jié)構(gòu)、計算機(jī)組成、計算機(jī)實現(xiàn) 計算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 計算機(jī)組成 操作系統(tǒng) 指令系統(tǒng) 應(yīng)用程序 計算機(jī)實現(xiàn) 由圖示可見， 體系結(jié)構(gòu) 在整個計算機(jī)系統(tǒng)中占據(jù)核心地位 2 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu) — 馮 ?諾依曼理論的要點(diǎn)： 1)存儲程序 2)順序執(zhí)行 3)采用二進(jìn)制 十進(jìn)制 → 計算機(jī)指令 馮 ?諾依曼提出二進(jìn)制機(jī)器碼表示計算機(jī)指令格式 ？ 2 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu) 運(yùn)算器（ ALU， Arithmetic Logic Unit ） — 馮 ?諾依曼計算機(jī)組成（五大部分）： 控制器 （ Controler） 存儲器（ Memory） 輸入設(shè)備（ Input Unit） 輸出設(shè)備（ Output Unit） 2馮諾依曼體系工作原理 開始 取指令 指令譯碼 執(zhí)行指令 馮諾依曼體系工作原理（ CPU工作原理）： 程序的執(zhí)行過程實際上是不斷地取出指令、分析指令、執(zhí)行指令的過程。 處理器利用相同的總線處理內(nèi)存中的指令和數(shù)據(jù)， 指令和數(shù) 據(jù)具有相 同的數(shù)據(jù)寬度 ， 指令與數(shù)據(jù)無法同時存取。 優(yōu)劣對比 ?馮諾依曼結(jié)構(gòu)中程序和數(shù)據(jù)不區(qū)分的放在一起，因此安全和穩(wěn)定性是個問題，好處是處理起來簡單。 一般來說，人們習(xí)慣性約定將“正在執(zhí)行”的指令作為參考點(diǎn)，則： PC值＝當(dāng)前程序執(zhí)行位置＋ 8 注： ARM狀態(tài)時，每條指令為 4字節(jié)長。 所處的模式由當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR中的控制位 M[4:0]反映。操作系統(tǒng)在該模式下訪問用戶模式的寄存器就比較方便，而且操作系統(tǒng)的一些特權(quán)任務(wù)可以使用這個模式訪問一些受控的資源。 4. ARM各模式及可訪問的寄存器 4. ARM各模式及可訪問的寄存器 ? 程序狀態(tài)寄存器的格式 N Z C V — — I M0 M1 M2 M3 M4 T F — . . . 31 30 29 28 27 26 8 7 6 5 4 3 2 1 0 條件代碼標(biāo)志 保留 控制位 溢出標(biāo)志 進(jìn)位或借位擴(kuò)展 零 負(fù)或小于 IRQ禁止 FIQ禁止 狀態(tài)位 模式位 4. ARM各模式及可訪問的寄存器 4. ARM各模式及可訪問的寄存器 5. ARM體系的異常 ? 異常簡介 只要正常的程序流被暫時中止 ， 處理器就進(jìn)入異常模式 。 芯片一般在處理器核和外部存儲器之間有一個存儲器管理部件將局部總線的信號和時序轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實的外部總線信號和時序 。 ?大端存儲器系統(tǒng) (Bigendian)： 在大端格式中 ， 數(shù)據(jù)的高字節(jié)存放在低地址中 。將立即數(shù) 0xFF裝入 R0寄存器 注意 :立即數(shù)要以 ” ” 號為前綴 ,表示十六進(jìn)制數(shù)值以 ” 0x”表示 . 0x55 R0 MOV R0,0xFF 程序存儲 1. 尋址方式分類 —— 立即尋址舉例 0xFF從代碼中獲得數(shù)據(jù) MOV R1,R2 。 寄存器移位尋址指令舉例如下： MOV R0,R2,LSL 3 。 0x55 R0 R1 0x11 6. 尋址方式分類 —— 寄存器移位尋址 MOV R0,R1,ASR 2 0x040x04 算術(shù)右移 2位 （ 3） LSL邏輯左移操作 (Logical shift left) 可 完成對通用寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行邏輯左移操作 ， 按操作數(shù)所指定的數(shù)量向左移位 ， 低位用第零來填充 。多寄存器尋址指令舉例如下： LDMIA R1!,{R2R4,R6} 。存儲器堆?？煞譃閮煞N： ?向上生長 ：向高地址方向生長 ， 稱為遞增堆棧 ?向下生長 ：向低地址方向生長 ， 稱為遞減堆棧 8. 尋址方式分類 —— 堆棧尋址 8. 尋址方式分類 —— 堆棧尋址 棧底 棧頂 棧區(qū) SP? 堆棧存儲區(qū) 棧頂 棧底 棧區(qū) ?SP 向下增長 向上增長 0x12345678 0x12345678 堆棧壓棧 堆棧壓棧 棧頂 SP? 棧頂 SP? 棧底 空堆棧 棧底 滿堆棧 堆棧指針指向最后壓入的堆棧的有效數(shù)據(jù)項 ，稱為 滿堆棧 (先跳 SP,再放數(shù)據(jù) )；堆棧指針指向下一個待壓入數(shù)據(jù)的空位置 ， 稱為 空堆棧 （ 先放數(shù)據(jù)再跳 SP） 。數(shù)據(jù)出棧 ,放入 R1R7,LR寄存器 , 。將 R1～ R7的數(shù)據(jù)保存到存儲器中 ,存儲指針在保存 。文件名： 。跳轉(zhuǎn)到 LOOP ADD_SUB ADDS R0,R0,R1 。 。子程序返回 END 。說明：使用 ARMulate軟件仿真調(diào)試 AREA Example1,CODE,READONLY 。 STMDB R0!,{R1R7} 。將 R1～ R7的數(shù)據(jù)保存到存儲器中 ,存儲指針在保 。 指令如 LDMFA、 STMFA等； ?空遞增 （ EA） ：堆棧向上增長 ， 堆棧指針指向堆棧上的第一個空位置 。R2～ R R6中 (R1自動加 1) STMIA R0!,{R2R4,R6} 。 0x55 R0 R1 0x01 6. 尋址方式分類 —— 寄存器移位尋址 MOV R0,R1,LSL 2 0x040x04 邏輯左移 2位 （ 4） LSR邏輯右移操作 (Logical shift right) 可 完成對通用
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