【正文】 92 TM 92 數(shù)據(jù)處理指令第 2操作數(shù)的構(gòu)成方式 ? 立即數(shù)方式 ? 每個(gè)立即數(shù)由一個(gè) 8位的常數(shù)進(jìn)行 32位循環(huán)右移 偶數(shù)位 得到，其中循環(huán)右移的位數(shù)由一個(gè) 4位二進(jìn)制的兩倍表示。 本章將分類介紹 ARM指令語法格式 、 指令編碼格式和 ARM指令的詳細(xì)功能 。 R0 ← R1－ 250 ? SUB R0,R2,R3,LSL,0x01。 158 TM 158 ? ORR指令可以用于提取寄存器中某些位的值。 164 TM 164 ? （ 1） CMP相減比較指令 ? CMP{cond} Rn, operand2 ? 功能： CMP指令將寄存器 Rn的值減去operand2表示的數(shù)值，根據(jù)操作結(jié)果和寄存器移位情況更新 CPSR中的相應(yīng)條件標(biāo)志位。 163 TM 163 ?4．比較指令 ? 比較指令沒有目標(biāo)寄存器，只用作更新條件標(biāo)志位， 不保存運(yùn)算結(jié)果，指令后綴無需加“ S”。 保持 R0的低 8位，其余 24位全部清 0。 148 TM 148 ? 例 4－ 5 ? SUBS R0,R1,R2 。 126 TM 126 內(nèi)存操作 ? 后增 IA (Increment After) ：每次數(shù)據(jù)傳送后地址加 4； ? 先增 IB (Increment Before) ：每次數(shù)據(jù)傳送前地址加 4 ； ? 后減 DA (Decrement After) ：每次數(shù)據(jù)傳送后地址減 4 ； ? 先減 DB (Decrement Before) ：每次數(shù)據(jù)傳送前地址減 4 ； 127 TM 127 ? 它們與指令編碼中 P、 U的對(duì)應(yīng)關(guān)如下表所示 ? LDM/STM的地址變化方式 ? addr_mode P U ? D A 0 0 ? I A 0 1 ? D B 1 0 ? I B 1 1 128 TM 128 堆棧操作 ? 滿堆棧（ Full Stack） ： 當(dāng)堆棧指針指向最后壓入堆棧的數(shù)據(jù)時(shí)； ? 空堆棧（ Empty Stack） ： 當(dāng)堆棧指針指向下一個(gè)將要放入數(shù)據(jù)的空位置時(shí)； ? 根據(jù)堆棧的生成方式，又可以分為遞增堆棧和遞減堆棧： ? 遞增堆棧（ Ascending Stack） ： 當(dāng)堆棧由低地址向高地址生成時(shí)； ? 遞減堆棧（ Decending Stack） ： 當(dāng)堆棧由高地址向低地址生成時(shí)； 129 TM 129 塊拷貝與棧操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系 地址變化方向 向上 向下 棧操作 塊拷貝 滿 空 滿 空 先 STMIB STM F A LDMIB LDMED 增 后 STMIA STMEA LDMIA LDMFD 先 LDMDB LDMEA STMDB STMF D 減 后 LDMDA LDMFA STMDA STMED 130 TM 130 協(xié)處理器指令尋址方式 ? 協(xié)處理器加載 /存儲(chǔ)指令的尋址方式 ? 協(xié)處理器數(shù)據(jù)處理指令的尋址方式 131 TM 131 ? opcode{cond}{L} coproc， CRd， addressing_mode ? 其中： ? opcode為指令操作碼； ? coproc為協(xié)處理器名稱； ? addressing_mode為指令尋址模式。 81 TM 81 2． 6． 1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式 ? 小端存儲(chǔ)格式（ LittleEndian） 82 TM 82 ? 大端存儲(chǔ)格式（ BigEndian） 83 TM 83 ARM流水線技術(shù)分析 ? ARM7流水線技術(shù) 與三級(jí)流水線運(yùn)行情況分析 ? ARM9流水線技術(shù)與五級(jí)流水線互鎖分析 ? ARM10E 系列概述 84 TM 84 ? 流水線分析部分詳細(xì)信息參考 教材 《 ARM嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與編程 》 第二章 85 TM 第 3章 ARM指令集尋址方式 ARM指令尋址方式可分為四大類： 數(shù)據(jù)處理指令尋址 Load/Store指令的尋址 批量 Load/Store指令的尋址 協(xié)處理指令尋址。 ? （ 2） 6個(gè)狀態(tài)寄存器 ：狀態(tài)寄存器也是 32位的寄存器，但是目前只使用了其中的 14位 。 ? 寄存器回寫 ：將指令運(yùn)算或操作結(jié)果寫回到目標(biāo)寄存器中。 ? 代碼緊湊的 16位 Thumb指令集。 增加了 T變種 ， 處理器可以工作于 Thumb狀態(tài) ， 在該狀態(tài)下的指令集是 16位的 Thumb指令集 。 24 TM 24 ? 1．隨著信息化與數(shù)字化的發(fā)展，嵌入式設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是未來發(fā)展的趨勢。C /OSⅡ 的可移植性和開源性，用戶可以根據(jù)功能需求添加所需的各種服務(wù) 19 TM 19 典型嵌入式操作系統(tǒng)介紹 181。 11 TM 11 1． 1． 2嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn) ? IEEE的定義： ? Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants. ? 從中可以看出，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置 12 TM 12 我國嵌入式系統(tǒng)的行業(yè)定義 ?我國嵌入式系統(tǒng)的行業(yè)定義 ?以應(yīng)用為中心 ,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ) ,軟件硬件可裁剪適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。最后介紹了嵌入式技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。 14 TM 14 ? 嵌入式操作系統(tǒng)（ Embedded Operation System）產(chǎn)生于 20世紀(jì) 80年代，當(dāng)時(shí)國際上一些 IT公司開始進(jìn)行商用嵌入式操作系統(tǒng)和專用操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。C/OSII是一個(gè)可裁減的 、 源碼開放的 、 結(jié)構(gòu)小巧、 可剝奪型的實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核 ， 主要面向中小型嵌入式系統(tǒng) ， 具有執(zhí)行效率高 、 占用空間小 、 可移植性強(qiáng) 、 實(shí)時(shí)性能優(yōu)良等特點(diǎn) 。 ? 在應(yīng)用軟件方面，要提供可以在設(shè)備上安裝嵌入式Web瀏覽器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁瀏覽和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的訪問。 35 TM 35 ? 版本 5主要由兩個(gè)變型版本 5T、 5TE組成 ? 相比與版本 4， 版本 5的指令集有了如下的變化： 提高了 T變種中 ARM/Thumb混合使用的效率 。 ? 32位算術(shù)邏輯單元（ ALU）。在用戶模式下，如果沒異常發(fā)生，不允許應(yīng)用程序自行改變處理器的工作模式，如果有異常發(fā)生， 處理器會(huì)自動(dòng)切換 工作模式 ? 2． FIQ模式： 也稱為快速中斷模式，支持高速數(shù)據(jù)傳輸和通道處理，當(dāng)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)(fast)中斷產(chǎn)生時(shí)將會(huì)進(jìn)入這種模式。 73 TM 73 2． 5． 1 異常入口 ? ARM處理器的異常分為數(shù)據(jù)中止、快速中斷請(qǐng)求、普通中斷請(qǐng)求、預(yù)取指中止、軟件中斷、復(fù)位及未定義指令共 7種 。即： ? immediate=immed_8進(jìn)行 32位循環(huán)右移（ 2*rotate_4）位 93 TM 93 ? 合法的立即數(shù)： 0xff=11111111B （循環(huán)右移32次得到） ? 0x104=000100000100（循環(huán)右移 30次得到） ? 不合法的立即數(shù)： 0x101=000100000001（超過 8位） ? 0x102=000100000010（雖然是 8位，但需循環(huán)右移 31次得到 ） 94 TM 94 ? 寄存器方式 ? 操作數(shù)即為寄存器的數(shù)值 ? 如 ： MOV R3,R2 ? ADD R0,R1,R2 95 TM 95 ? 寄存器移位方式 ? 操作數(shù)為寄存器的數(shù)值做相應(yīng)的移位而得到。 135 TM 135 內(nèi)容提要 4． 1 數(shù)據(jù)處理指令 4． 2 ARM分支指令 4． 3 加載 /存儲(chǔ)指令 4． 4 批量加載 /存儲(chǔ)指令 4． 5 交換指令 4． 6 程序狀態(tài)寄存器 PSR訪問指令 4． 7 協(xié)處理器操作指令 4． 8 異常產(chǎn)生指令 136 TM 136 4． 1 數(shù)據(jù)處理指令 ? 基本數(shù)據(jù)處理指令 ? 乘法指令 137 TM 137 基本數(shù)據(jù)處理指令 ? ARM基本的 數(shù)據(jù)處理指令 可以分為 4類 ：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令和比較指令。 R0 ← R2－ R3 2 149 TM 149 ? （ 4） SBC帶 C標(biāo)志位的減法指令 ? SBC{cond}{S} Rd, Rn, operand2 ? SBC指令從寄存器 Rn中減去 operand2表示的數(shù)值，再減去寄存器 CPSR中 C條件標(biāo)志位的反碼 ，并把結(jié)果傳送到目標(biāo)寄存器 Rd中；如果指令包含后綴“ S”，則根據(jù)操作結(jié)果更新 CPSR中的相應(yīng)條件標(biāo)志位。 ? 具體做法是設(shè)置一個(gè)掩碼值，將該值中對(duì)應(yīng)于寄存器中欲提取的位設(shè)為 0，其余的位設(shè)置為 1。 165 TM 165 ? 例 4－ 13 ? CMP R0,0xAA 。 將 R0中的高 8位清 0，其余位不變。 ? 例 4－ 9 ? AND R0,R0,0xFF 。 ? 注意：當(dāng)指令包含后綴“ S”時(shí)，如果減法運(yùn)算有借位，則 C=0，否則 C=1。 125 TM 125 ? 注意事項(xiàng)： ? * 指令中寄存器和連續(xù)內(nèi)存地址單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系：編號(hào)低的寄存器對(duì)應(yīng)內(nèi)存低地址單元，編號(hào)高的寄存器對(duì)應(yīng)內(nèi)存高地址單元。 ? 當(dāng)程序正常執(zhí)行時(shí)，每執(zhí)行一條 ARM指令，當(dāng)前指令計(jì)數(shù)器加 4個(gè)字節(jié)；每執(zhí)行一條Thumb指令，當(dāng)前指令計(jì)數(shù)器加 2個(gè)字節(jié)。 ? （ 1） 31個(gè)通用寄存器 ： 包括程序計(jì)數(shù)器 PC等，這些寄存器都是 32位 寄存器。 ? 存儲(chǔ)器訪問 ：如果是對(duì)存儲(chǔ)器訪問的指令，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖功能（通過數(shù)據(jù) Cache）。 ? 具有最高性能和靈活性的 32位 ARM指令集。 30 TM 30 內(nèi)容提要 2． 1 ARM體系結(jié)構(gòu)版本與內(nèi)核 2． 2 ARM內(nèi)核模塊 2． 3 ARM處理器的工作模式 2． 4 ARM內(nèi)部寄存器 2． 5 ARM異常處理 2． 6 存儲(chǔ)方式與存儲(chǔ)器映射機(jī)制 2． 7 ARM流水線技術(shù)分析 31 TM 31 2． 1 ARM體系結(jié)構(gòu)版本與內(nèi)核 第一片 ARM處理器 是 1983年 10月到 1985年 4月間在位于英國劍橋的 Acorn Computer公司開發(fā) 1990年， ARM公司成立 20世紀(jì) 90年代， ARM快速進(jìn)入世界市場 1995年 StrongARM 問世 XScale是下一代 StrongARM芯片的發(fā)展基礎(chǔ) ARM10TDMI是 ARM處理器核中的高端產(chǎn)品 ARM11是 ARM家族中性能最強(qiáng)的一個(gè)系列 32 TM 32 2． 1． 1ARM體系結(jié)構(gòu)版本 ARM7TDMI 4T 1 支持Halfword 和signed halfword / byte 和System mode 支持Thumb指令集 2 4 ARM9TDMI ARM720T ARM940T 改良的ARM/Thumb 交互作用 以及 CLZ 指令 5TE Saturated maths DSP multiplyaccumulate instructions XScale ARM1020E ARM9ES ARM966ES 3 早期的 ARMs ARM9EJS 5TEJ ARM7EJS ARM926EJS Jazelle 支持 Java字節(jié)碼 6 ARM11 SIMD SISIMDMD S SIMD 7 ARM Cotex 33 TM 33 ? 第一階段 ： ? 版本 V V V3這 3個(gè)早期 ARM版本功能單一，沒有大范圍占領(lǐng)市場，主要是處于開發(fā)和實(shí)驗(yàn)階段 ? 第二階段： ? 從 ARM4開始， ARM體系結(jié)構(gòu)處于完善和提高階段 34 TM 34 ? 版本 4與以前版本相比增加了下列指令 : 有符號(hào) 、 無符號(hào)的半字和有符號(hào)字節(jié)的 load和store指令 。 23 TM 23 ? 時(shí)代的發(fā)展使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的商機(jī)，為嵌入式產(chǎn)品提供了廣闊的市場前景，同時(shí)也對(duì)嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn) 。但是由于 181。 ? Intel、 Sansung、 Motorola、 Phlips和Atmel紛紛采用 ARM技術(shù)，再加上其公司先