【正文】 ? 0x10=00010000b，其補(bǔ)嗎為 11110000， ? 00010000+11110000=00000000（ Z=1） ? 注意： CMN指令與 ADDS指令的唯一區(qū)別是： CMN指令不保存操作結(jié)果。 165 TM 165 ? 例 4－ 13 ? CMP R0,0xAA 。 將 R0中的高 8位清 0，其余位不變。 將 R0中的低 8位按位取反，高24位不變。 EOR指令可用于將寄存器中某些位的值取反。 ? 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。 ? 例 4－ 9 ? AND R0,R0,0xFF 。 154 TM 154 ? 例 4－ 8 ? RSC指令和 RSBS指令聯(lián)合使用求一個(gè) 64位數(shù)據(jù)的負(fù)數(shù)： ? 如果寄存器 R0和 R1中放置一個(gè) 64位數(shù)，其中 R0中放置低 32位數(shù)；寄存器 R4和 R5中放置其負(fù)數(shù)（ R4中放置低 32位數(shù)） ? RSBS R4,R0,0 ； 0減去低 32位并影響標(biāo)志位 ? SRC R5,R1,0 。 ? SUBS R0,R0,R2 ；低 32位相減并影響標(biāo)志位 ? SBC R1,R1,R3。 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。 ? 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。 146 TM 146 ? 例 4－ 4 ? 實(shí)現(xiàn) 64位數(shù)據(jù)加法運(yùn)算，假設(shè) R0和 R1存放了一個(gè)64位數(shù)據(jù)（作為被加數(shù)）， R0存放數(shù)據(jù)的低 32位數(shù)據(jù)； R2和 R3中存放了另一個(gè) 64位數(shù)據(jù)（作為加數(shù)）， R2中存放低 32位數(shù)據(jù)。 142 TM 142 ? 例 4－ 2 ? MVN R1,0xFF00； R1 ←0 xFFFF00FF ? MVNS R1,R2,LSL,0x02； R1 ← （ R2 4的反碼），同時(shí)影響 CPSR中的標(biāo)志位 N， Z和 C 143 TM 143 ? 2．算術(shù)運(yùn)算指令 ? （ 1） ADD加法指令 ? ADD加法指令的匯編語法格式為 ? ADD{cond}{S} Rd, Rn, operand2 ? ADD指令將 operand2表示的數(shù)據(jù)與寄存器 Rn中的值相加，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。 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。 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。 123 TM 123 編碼格式 ? 批量加載： ? LDM {cond}addr_mode Rn {!}, register{^} ? 批量存儲(chǔ)： ? STM {cond}addr_mode Rn {!}, register{^} 124 TM 124 ? register_list表示要加載或存儲(chǔ)的寄存器列表，bit[15:0]可以表示 16個(gè)寄存器， 如果某位為 1，則該位的位置作為寄存器的編號(hào)，此寄存器參預(yù)加載或存儲(chǔ)。例如以下指令： ? LDR R0， [R1] ； R0 ←[R1] ? STR R0， [R1] ； [R1]← R0 107 TM 107 ? ? 前變址法 ：基地址寄存器中的值和地址偏移量 先作加減運(yùn)算， 生成的操作數(shù)作為內(nèi)存訪問的地址。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。 ? 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)。 78 TM 78 ? 4． 預(yù)取指中止 ? 由于處理器預(yù)取的指令地址不存在，或者地址無法訪問，當(dāng)被預(yù)取的指令執(zhí)行時(shí)，發(fā)生預(yù)取指中止異常。還要設(shè)置好各種處理器模式的堆棧指針。 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 。 ? （ 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。 ? 7． 系統(tǒng)模式： 使用和 User模式相同寄存器組的特權(quán)模式，用來運(yùn)行特權(quán)級(jí)的操作系統(tǒng)任務(wù)。 ? 4． SVC模式： 稱之為管理模式，它是一種操作系統(tǒng)保護(hù)模式。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。 ? 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）。 55 TM 55 ? 需要注意的是， PC指向正被取指的指令而不是正在執(zhí)行的指令 : 56 TM 56 ? 詳細(xì)信息見教材 《 ARM嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與編程 》 第 16頁 57 TM 57 2． 2． 2 ARM9內(nèi)核結(jié)構(gòu) ? ARM920是一款 32位嵌入式 RISC處理器內(nèi)核。 ? 擴(kuò)展的調(diào)試設(shè)備： 50 TM 50 T標(biāo)志位的作用 16 16 32bit data 16 A[1] Mux Thumb 指令 解碼 Mux Mux T標(biāo)志 ARM 指令 解碼 階段 1 階段 2 D[31:0] 0 1 1 0 Fetch Decode Execute 51 TM 51 ? 參考教材 ? T－指令執(zhí)行的狀態(tài)控制位，用來說明本指令是 ARM指令還是 Thumb指令。 ? 32位算術(shù)邏輯單元（ ALU）。 ? 具有最高性能和靈活性的 32位 ARM指令集。 40 TM 40 ARM體系結(jié)構(gòu)的基本版本 版本 版本變種 系列號(hào) 處理器核 V1 V1 ARM1 ARM1 V2 V2 ARM2 ARM2 V2a ARM2aS ARM3 ARM3 V3 V3 ARM6 ARM ARM600、 ARM610 ARM7 ARM ARM700、 ARM710 V4 V4T ARM7TDMI、 ARM710T、 ARM720T、 ARM740T V4 ARM8 StrongARM、 ARM ARM810 V4T ARM9 ARM9TDMI、 ARM920T、 ARM940T V5 V5TE ARM9ES ARM10 ARM10TDMI、 ARM1020E V6 V6 ARM11 ARM1 ARM11562S、 ARM1156T2FS、ARM11JZFS V7 V7 ARM Cotex ARM CotexA ARM CotexR ARM CotexM3 41 TM 41 ? ARM處理器一般都帶有嵌入式追蹤宏單元ETM（ Embedded Trace Macro），它是ARM公司自己推出的調(diào)試工具 42 TM 42 ARM調(diào)試結(jié)構(gòu) 43 TM 43 2． 2． 1 ARM7TDMIS內(nèi)核結(jié)構(gòu) ? ARM7TDMIS是一款 32位嵌入式 RISC處理器。通過追加有效進(jìn)行多媒體處理的 SIMD功能 ，將語音及圖像的處理功能提高到了原機(jī)型的 4倍 。 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 。 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(chǎng) 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(chǎng)，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 。 ? 無所不在的智能必將帶來無所不在的計(jì)算，大量的圖像信息也需要高速的處理器來處理，面對(duì)海量數(shù)據(jù)，單個(gè)處理器可能無法在規(guī)定的時(shí)間完成處理。 26 TM 26 ? 3．指令級(jí)的并行計(jì)算技術(shù)將引入嵌入式微處理器。 ? 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。 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(chǎng)前景，同時(shí)也對(duì)嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn) 。 ? WinCE操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核需要至少 200K的 ROM， 它支持 Win32 API子集 、 多種用戶界面硬件 、 多種的串行和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù) 、 COM/OLE和其他的進(jìn)程間通訊的先進(jìn)方法 。 ? 181。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)