【文章內(nèi)容簡介】 THUMB指令。在這種狀態(tài)下，PC寄存器的第一位來選擇一個(gè)字中的哪個(gè)半字注意；這兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換不影響處理模式和寄存器的內(nèi)容。 切換狀態(tài)進(jìn)入THUMB狀態(tài) 進(jìn)入THUMB狀態(tài)，可以通過執(zhí)行BX指令，同時(shí)將操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（0位）置1來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)從異常（IRQ,FIQ,UNDEF,ABORT,SWI等）返回時(shí)，只要進(jìn)入異常處理前處理器處于THUMB狀態(tài)，也會(huì)自動(dòng)進(jìn)入THUMB狀態(tài)。進(jìn)入ARM狀態(tài) 進(jìn)入ARM狀態(tài)，可以通過執(zhí)行BX指令，并且操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（0位）清零來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)處理進(jìn)入異常（IRQ,FIQ,RESET,UNDEF,ABORT,SWI等）。這時(shí)，PC值保持在異常模式下的link寄存器中，并從異常向量地址處開始執(zhí)行處理程序。存儲(chǔ)空間的格式ARM920T將存儲(chǔ)器空間視為從0開始由字節(jié)組成的線性集合，字節(jié)0到3中保存了第一個(gè)字，字節(jié)4到7中保存第二個(gè)字,以此類推，ARM920T對存儲(chǔ)的字，可以按照小端或大端的方式對待。大端格式如圖21：在這種格式中，字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中，因此字節(jié)0存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)的24到31行里圖21 大端格式小端格式如圖22：與大端格式相反，在小端存儲(chǔ)格式中，低地址中存放的是字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址存放的是字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)。圖22 小端格式 指令長度指令可以是32位長度(在ARM狀態(tài)下) 或16位長度 (在THUMB狀態(tài)) 。數(shù)據(jù)類型：ARM920T支持字節(jié)(8位)，半字(16位) 和字(32位) 數(shù)據(jù)類型。字必須按照4字節(jié)對齊，半字必須是2字節(jié)對齊。 操作模式ARM920T支持7種操作模式：用戶模式(user模式)，運(yùn)行應(yīng)用的普通模式快速中斷模式(fiq模式)，用于支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸或通道處理中斷模式(irq模式)，用于普通中斷處理超級用戶模式(svc模式)，操作系統(tǒng)的保護(hù)模式異常中斷模式(abt模式)，輸入數(shù)據(jù)后登入或預(yù)取異常中斷指令系統(tǒng)模式(sys模式)，使操作系統(tǒng)使用的一個(gè)有特權(quán)的用戶模式未定義模式(und模式)，執(zhí)行了未定義指令時(shí)進(jìn)入該模式]外部中斷，異常操作或軟件控制都可以改變中斷模式。大多數(shù)應(yīng)用程序都是在用戶模式下進(jìn)行，進(jìn)入特權(quán)模式是為了處理中斷或異常請求或操作保護(hù)資源服務(wù)的。 寄存器ARM共有37個(gè)32位的寄存器，其中31個(gè)是通用寄存器，6個(gè)是狀態(tài)寄存器。但在同一時(shí)間，對程序員來說并不是所有的寄存器都可見。在某一時(shí)刻存儲(chǔ)器是否可見，是由處理器當(dāng)前的工作狀態(tài)和工作模式?jīng)Q定的。(1)ARM狀態(tài)寄存器在ARM狀態(tài)下，任何時(shí)刻都可以看到16個(gè)通用寄存器，1個(gè)或2個(gè)狀態(tài)寄存器。在特權(quán)模式（非用戶模式）下會(huì)切換到具體模式下的寄存器組，其中包括模式專用的私有（banked）寄存器。圖23顯示了在每個(gè)模式下哪種寄存器是可見的；私有寄存器上都有一個(gè)黑三角標(biāo)記。ARM狀態(tài)寄存器系列中含有16個(gè)直接操作寄存器：R0到R15。，可用來存放地址或數(shù)據(jù)值 。除此之外，實(shí)際上有17個(gè)寄存器用來存放狀態(tài)信息。表21 寄存器1116的作用寄存器14專職持有返回點(diǎn)的地址，在系統(tǒng)執(zhí)行一條“跳轉(zhuǎn)并鏈接”(BL)指令的時(shí)候，R14將收到一個(gè)R15的拷貝。其他時(shí)候，它可以用作一個(gè)通用寄存器。相應(yīng)的私有寄存器R14_svc，R14_irq，R14_fiq，R14_abt和R14_und都同樣用來保存在中斷或異常發(fā)生時(shí)，或在中斷和異常時(shí)執(zhí)行了BL指令時(shí)，R15的返回值。寄存器15這個(gè)寄存器是程序計(jì)數(shù)器(PC)。在ARM狀態(tài)下，R15的bits[1:0]為0，bist[31:2]保存了PC的值。 在THUMB 狀態(tài)下，bits[0]為0同時(shí)bits[31:1]保存了PC值。寄存器16這個(gè)寄存器是CPSR(當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器)，用來保存當(dāng)前代碼標(biāo)志和當(dāng)前模式位。FIQ模式擁有7個(gè)私有寄存器R814(R8_fiqR14_fiq)。在ARM狀態(tài)下，多數(shù)FIQ處理都不需要保存任何寄存器。用戶、中斷、異常中止，超級用戶和未定義模式都擁有2個(gè)私有寄存器，R13和R14。允許這些模式都可擁有1個(gè)私有堆棧指針和鏈接寄存器。圖23 ARM狀態(tài)下的寄存器結(jié)構(gòu)(2)THUMB 狀態(tài)寄存器THUMB 狀態(tài)寄存器是ARM狀態(tài)寄存器的一個(gè)子集。程序員可以直接操作8個(gè)通用寄存器R0R7，同樣可以這樣操作程序計(jì)數(shù)器(PC)，堆棧指針寄存器(SP)，鏈接寄存器(LR)，和CPSR。它們都是各個(gè)特權(quán)模式下的私有寄存器，鏈接寄存器和程序狀態(tài)寄存器(SPSRs)。如圖24圖24 THUMB狀態(tài)下的寄存器ARM 和THUMB 狀態(tài)寄存器間的關(guān)系：THUMB 狀態(tài)下R0R7和ARM 狀態(tài)下R0R7是等同的THUMB 狀態(tài)下CPSRs和SPSRs跟ARM狀態(tài)的CPSR和SPSRs是等同的THUMB 狀態(tài)下的SP映射在ARM狀態(tài)下得R13上THUMB狀態(tài)下的LR映射在ARM狀態(tài)下得R14上THUMB狀態(tài)下程序計(jì)數(shù)器映射在ARM狀態(tài)下的程序計(jì)數(shù)器上(R15) S3C2440A片上集成的功能S3C2440采用的是ARM920T內(nèi)核，集成的片上功能如下：(1) ，，16KB指令Cache（ICache）/16KB數(shù)據(jù)Cache（DCache）(2) 外部儲(chǔ)存控制器（SDRAM控制盒片選邏輯）(3) 集成LCD專用DMA的LCD控制器（支持最大4K色STN和256K色TFT）(4) 4路擁有外部請求引腳的DMA控制器(5) 3路URAT（，64Byte Tx FIFO，64Byte Rx FIFO）(6) 2路SPI(7) IIC總線接口（多主支持）(8) IIS音頻編解碼器接口(9) AC`97編解碼器接口(10)，(11)2路USB主機(jī)控制/1路USB期間控制（）(12)4路PWM定時(shí)器/1路內(nèi)部定時(shí)器/看門狗定時(shí)器(13)8路10位ADC和觸摸屏接口(14)具有日歷功能的RTC(15)攝像頭接口（支持最大4096x4096的輸入，2048x2048縮放輸入）(16)130個(gè)通用I/O，24個(gè)外部中斷源(17)電源控制：正常，慢速，空閑，睡眠模式(18)帶PLL的片上時(shí)鐘發(fā)生器工作電壓：內(nèi)核：300MHZ@400MHZ@儲(chǔ)存器：I/O：操作頻率：Fclk：400MHZHclk：136MHZPclk：68MHZ3 ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器組織3 ARM9的體系結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器控制器 ARM9的體系結(jié)構(gòu)這種體系結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，是一種并行體系結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)空間中，即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。它們是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問。與兩個(gè)存儲(chǔ)器相對應(yīng)的是系統(tǒng)中的4套總線，程序的數(shù)據(jù)總線和地址總線，數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線和地址總線。這種分離的程序總線和數(shù)據(jù)總線可允許在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)同時(shí)獲取指令字和操作數(shù)，從而提高了執(zhí)行速度，使數(shù)據(jù)的吞吐量提高了一倍。又由于程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在兩個(gè)分開的物理空間中，因而取指和執(zhí)行能完全重疊。ARM9采用五級流水處理及分離的Cache結(jié)構(gòu)。時(shí)鐘速度為120MHz~200MHz。與ARM7處理器系列相似，其中的ARM9ARM940和ARM9E處理器均為含有Cache的CPU核，性能為132MIPS（120MHz時(shí)鐘，）或220MIPS（200MHz時(shí)鐘）。ARM9處理器同時(shí)也配備THUMB指令擴(kuò)展、調(diào)試和Harvard總線。在生產(chǎn)工藝相同的情況下，性能是ARM7TDMI處理器的兩倍之多。常用于無線設(shè)備、儀器儀表、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、機(jī)頂盒設(shè)備、高端打印機(jī)及數(shù)碼相機(jī)應(yīng)用中。ARM9E內(nèi)核是在ARM9內(nèi)核的基礎(chǔ)上增加了緊密耦合存儲(chǔ)器TCM及DSP部分。目前主流的ARM9內(nèi)核是ARM920T、ARM922T、ARM940。相關(guān)的處理器芯片有Samsung公司的S3C25Cirrus公司的EP93xx系列等。主流的ARM9E內(nèi)核是ARM926EJS、ARM946ES、ARM966ES等。目前市場上常見的PDA，比如說PocketPC中一般都是用ARM9處理器，其中以Samsung公司的S3C2410處理器居多。 存儲(chǔ)器控制器 概述s3c2440A 的存儲(chǔ)器控制器提供訪問外部存儲(chǔ)器所需的存儲(chǔ)器控制信號(hào)。s3c2440A的存儲(chǔ)器控制器有以下特性由軟件選擇的Little/Big endian模式。地址空間：每組（bank）128M字節(jié)，8組共1GB空間，除bank0（16/32bit）外，所有bank都為可編程訪問位寬（8/16/32bit）。共8個(gè)儲(chǔ)存組：6個(gè)用作ROM，SRAM等；2個(gè)用作ROM，SRAM，SDRAM等。7個(gè)bank為固定起始地址。1個(gè)bank為可變起始地址和2個(gè)bank為可編程大小。所有bank訪問周期可編程改變。擴(kuò)展總線周期的外部等待信號(hào)。支持SDRAM的自刷新和電源管理模式。S3C2440A重啟后的內(nèi)存映射如圖31:（a）不用NandFlash作為啟動(dòng)ROM （b）用NandFlash作為啟動(dòng)ROM圖31 S3C2440A重啟后的內(nèi)存映射注：SROM即ROM或SRAMBank6和Bank7的地址如表31：表31 Bank6和Bank7的地址注意：Bank6和Bank7的大小必須相同。 功能描述(1)BANK0 總線寬度的設(shè)置，如表32：BANK0 的數(shù)據(jù)總線（nGCS0）應(yīng)該被配置為 16位和 32位中的一個(gè)。因?yàn)?BANK0 作為啟動(dòng) ROM bank 工作時(shí)，BANK 的總線寬度應(yīng)該在第一次 ROM 訪問之前被決定，其依賴于OM[0:1]在重啟時(shí)的邏輯電平。表32 BANK0 總線寬度設(shè)置存儲(chǔ)器（SROM/SDRAM）地址引腳連接如表33：表33 SROM/SDRAM地址引腳連接 存儲(chǔ)器接口示例(1)ROM儲(chǔ)存器接口示例如圖32圖35圖32 8位ROM存儲(chǔ)器接口圖33 8位2 ROM存儲(chǔ)器接口圖34 8位4 ROM存儲(chǔ)器接口圖35 16位ROM存儲(chǔ)器接口(2)SRAM儲(chǔ)存器接口示例如圖36至37圖36 16 SRAM存儲(chǔ)器接口圖37 16位2SRAM存儲(chǔ)器接口(3)SDRAM儲(chǔ)存器接口示例如圖38圖39圖38 16位 SDRAM(4M16，4banks)存儲(chǔ)器接口圖39 16位SDRAM（4M164Bank*2ea）存儲(chǔ)器接口 存儲(chǔ)器控制器寄存器(1) 總線寬度amp。等待控制寄存器(BWSCON)如表34，35所示：表34 BWSCON的信息表表35 BWSCON的配置注：。例如，SRAM 中的 HCLK 與總線時(shí)鐘一致，SDRAM 中的 SCLK 與總線時(shí)鐘一致。在本章（存儲(chǔ)器控制器）中，一個(gè)時(shí)鐘就意一個(gè)總線時(shí)鐘。[3:0]是 nWBE[3:0]和 nOE 的與信號(hào)。(2)BANK控制寄存器 BANKCONNN：GCS0~ NGCS5 如下表：表36 BANKCONNN：GCS0~ NGCS5的信息表表37 BANKCONNN：GCS0~ NGCS5的配置BANK控制寄存器 BANKCONN：NGCS6~ NGCS7如下表:表38 BANKCONN：NGCS6~ NGCS7的信息表39 BANKCONN：NGCS6~ NGCS7的配置(3) 刷新控制寄存器SDRAM刷新控制寄存器如表310和表311表310 SDRAM刷新控制寄存器的信息表311 SDRAM刷新控制寄存器的配置(4)塊尺寸寄存器BANKSIZE如表312和表313：表312 BANKSIZE的信息表表313 BANKSIZE的配置(5)SDRAM模式寄存器組寄存器MRSR如表314和表315：表314 SDRAM模式寄存器組寄存器的信息表表315 SDRAM模式寄存器組寄存器的配置當(dāng)SDRAM中的代碼在運(yùn)行時(shí)不能重新配置MRSR寄存器。睡眠模式下SDRAM進(jìn)入SDRAM自身刷新模式4 NandFlash和NorFlash的特點(diǎn)及比較4 NandFlash和NorFlash的特點(diǎn)及比較 NandFlash和NorFlash的特點(diǎn)NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開發(fā)出NorFlash技術(shù)，徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發(fā)表了NandFlash結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盤一樣可以通過接口輕松升級。 NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place) ，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度 大大影響了它的性能。NAND結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能提供極高的單