【正文】 IRQ 外部中斷請求有效，且 CPSR中的 I位為 0時(shí)，產(chǎn)生IRQ異常。 未定義指令 遇到不能處理的指令時(shí)，產(chǎn)生未定義指令異常。 ARM處理器的異常 ? 當(dāng)正常的程序執(zhí)行流程發(fā)生暫時(shí)的停止時(shí)，稱之為異常，例如處理一個(gè)外部的中斷請求。 ? ARM體系結(jié)構(gòu) v5及以上的版本的非 T系列處理器，當(dāng)該位為 1時(shí)，執(zhí)行下一條指令以引起為定義的指令異常；當(dāng)該位為 0時(shí)，表示運(yùn)行于 ARM狀態(tài)。 ARM處理器的寄存器組織 ? N、 Z、 C、 V均為條件碼標(biāo)志位。 可以使用 MOV、 CMP和 ADD指令對高寄存器操作。 Thumb狀態(tài)下的寄存器組織 ? 程序可以直接訪問 8個(gè)通用寄存器（ R0～ R7）、程序計(jì)數(shù)器（ PC）、堆棧指針（ SP）、連接寄存器（ LR）和 CPSR。 程序計(jì)數(shù)器 R15（ PC） ARM處理器的寄存器組織 寫 R15的限制 由于 ARM指令以字節(jié)為邊界，因此寫入 R15的值最低兩位通常為 0b00。R1=下面 STR指令的地址 STR PC,[R0] 。這些指令可能將當(dāng)前指令地址加 8字節(jié)或加 12字節(jié)保存（將來可能還有其它數(shù)字）。如果 R15使用的方式超出了這些限制，那么結(jié)果將是不可預(yù)測的。 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 鏈接寄存器 R14（ LR） R14為 鏈接寄存器 （ LR），在結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)特殊功能： ?在每種模式下，模式自身的 R14版本用于保存子程序返回地址； ?當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，將 R14對應(yīng)的異常模式版本設(shè)置為異常返回地址（有些異常有一個(gè)小的固定偏移量）。一個(gè)用于用戶和系統(tǒng)模式，其余 5個(gè)分別用于 5種異常模式。它們所對應(yīng)的物理寄存器取決于當(dāng)前的處理器模式，幾乎所有允許使用通用寄存器的指令都允許使用分組寄存器 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 一般的通用寄存器 fi fi fi 寄存器 R8～ R12有兩個(gè)分組的物理寄存器。 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 無 5 用戶無系統(tǒng)SPSR_abt s c s c 管理SPSR_abt abt t 中止SPSR_und 未定義SPSR_irq irq irq 中斷SPSR_fiq fi fi fi fi fi fi fi 快中斷ARM狀態(tài)各模式下可以訪問的寄存器 寄存器類別 寄存器在匯編中的名稱 各模式下實(shí)際訪問的寄存器 用戶 系統(tǒng) 管理 中止 未定義 中斷 快中斷 通用寄存器和程序計(jì)數(shù)器 R0(a1) R0 R1(a2) R1 R2(a3) R2 R3(a4) R3 R4(v1) R4 R5(v2) R5 R6(v3) R6 R7(v4) R7 R8(v5) R8 R8_fiq R9(SB,v6) R9 R9_fiq R10(SL,v7) R10 R10_fiq R11(FP,v8) R11 R11_fiq R12(IP) R12 R12_fiq R13(SP) R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fiq R14(LR) R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fiq R15(PC) R15 狀態(tài)寄存器 CPSR CPSR SPSR 無 SPSR_abt SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq 一般的通用寄存器 fi irq t s fi fi fi fi 在匯編語言中寄存器 R0～ R13為保存數(shù)據(jù)或地址值的 通用寄存器 。 ARM處理器的寄存器組織 程序狀態(tài)寄存器 (CPSR/SPSR) ? 每一種運(yùn)行模式下又都有一個(gè)專用的物理狀態(tài)寄存器，稱為 SPSR（備份的程序狀態(tài)寄存器），異常發(fā)生時(shí)， SPSR用于保存 CPSR的值，從異常退出時(shí)則可由 SPSR來恢復(fù)CPSR。其他情況下， R14用作通用寄存器。 ? 在 Thumb指令集中，某些指令強(qiáng)制性的要求使用 R13作為堆棧指針。 ARM處理器的寄存器組織 ARM狀態(tài)下的寄存器組織 ?未分組寄存器 R0～ R7 ?分組寄存器 R8～ R14 ?程序計(jì)數(shù)器 PC(R15) ARM處理器的寄存器組織 ?當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器 CPSR(R16) 未分組寄存器 R0～ R7 ?在所有的運(yùn)行模式下，未分組寄存器都指向同一個(gè)物理寄存器，他們未被系統(tǒng)用作特殊的用途，因此，在中斷或異常處理進(jìn)行運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)，由于不同的處理器運(yùn)行模式均使用相同的物理寄存器，可能會造成寄存器中數(shù)據(jù)的破壞，這一點(diǎn)在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。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(gè)模式訪問一些受控的資源。當(dāng)特定的異常出現(xiàn)時(shí)，處理器進(jìn)入相應(yīng)的模式。 ARM內(nèi)部寄存器和一些片內(nèi)外設(shè)在硬件設(shè)計(jì)上只允許（或者可選為只允許）特權(quán)模式下訪問。 ARM處理器的 I/O編址方式 七中處理器工作模式 ARM處理器的工作模式 處理器模式 說明 備注 用戶 (usr) 正常程序執(zhí)行模式 不能直接切換到其它模式 系統(tǒng) (sys) 運(yùn)行操作系統(tǒng)的特權(quán)任務(wù) 與用戶模式類似，但具有可以直接切換到其它模式等特權(quán) 快中斷 (fiq) 支持高速數(shù)據(jù)傳輸及通道處理 FIQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式 中斷 (irq) 用于通用中斷處理 IRQ異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式 管理 (svc) 操作系統(tǒng)保護(hù)模式 系統(tǒng)復(fù)位和軟件中斷響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式 中止 (abt) 用于支持虛擬內(nèi)存和 /或存儲器保護(hù) 在 ARM7TDMI沒有大用處 未定義 (und) 支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真 未定義指令異常響應(yīng)時(shí)進(jìn)入此模式 ARM微處理器： CPU模式 User模式 程序不能訪問有些受保護(hù)的資源 只能通過異常的形式來改變 CPU的當(dāng)前運(yùn)行模式 特權(quán)模式可以存取系統(tǒng)中的任何資源 System模式 與 User模式的運(yùn)行環(huán)境一樣 但是它可以不受任何限制的訪問任何資源 該模式主要用于運(yùn)行系統(tǒng)中的一些 特權(quán)任務(wù) FIQ模式 IRQ模式 Supervisor模式 Abort模式 Undefined模式 異常模式： 主要是在 外部中斷 或者程序執(zhí)行 非法操作 時(shí)會觸發(fā) ARM處理器的工作模式 用戶模式和特權(quán)模式 ? 除了用戶模式之外的其他 6種處理器模式稱為特權(quán)模式 ? 特權(quán)模式下，程序可以訪問所有的系統(tǒng)資源，也可以任意地進(jìn)行處理器模式的切換。 ? ARM體系結(jié)構(gòu)可以用兩種方法存儲字?jǐn)?shù)據(jù)，稱之為大端格式和小端格式。 ? 在處理器進(jìn)行異常處理時(shí)，把 PC指針放入異常模式鏈接寄存器中，并從異常向量地址開始執(zhí)行程序，也可以使處理器切換到 ARM狀態(tài)。 切換到 Thumb狀態(tài) ? 當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（位 0）為 1時(shí)，可以采用執(zhí)行 BX指令的方法，使微處理器從 ARM狀態(tài)切換到 Thumb狀態(tài)。 – AHB(Advanced Highperformance Bus)： 用于高性能系統(tǒng)模塊的連接，支持突發(fā)模式數(shù)據(jù)傳輸和事務(wù)分割；可以有效地連接處理器、片上和片外存儲器，支持流水線操作。 ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) 總線和總線橋 ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) 總線和總線橋 原因： – 數(shù)據(jù)寬度：高速總線通常提供較寬的數(shù)據(jù)連接 。 總線工作速度的一個(gè)重要參數(shù)， 工作頻率越高，速度越快。 ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) （ 2）超標(biāo)量執(zhí)行 超標(biāo)量 (Superscalar)執(zhí)行 ： 超標(biāo)量 CPU采用多條流水線結(jié)構(gòu) 執(zhí)行 1 取指 指令 譯碼 2 譯碼 1 執(zhí)行 2 執(zhí)行 1 取指 譯碼 2 譯碼 1 執(zhí)行 2 流水線1 流水線2 數(shù)據(jù)回寫 ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) 超標(biāo)量處理器 指令并行 Superscalar 超標(biāo)量 VLIW 超長指令字 ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) 處理器的并行設(shè)計(jì) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) 并行總結(jié) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) （ 3）高速緩存（ CACHE） ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) Cache的工作原理 塊號B 塊內(nèi) 地址主存－ca ch e 地址變換塊號B 塊內(nèi) 地址 ca ch e 替換策略Cache主存儲器命中未命中替換塊裝入塊已滿未滿虛擬地址ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) ARM處理器的先進(jìn)技術(shù) 四級存儲結(jié)構(gòu) 寄存器 ＋ Cache ＋ 主存 ＋ 輔存 CPU內(nèi)部高速電子線路(如觸發(fā)器 ) 一級：在 CPU內(nèi)部 二級：在 CPU外部 一般為靜態(tài)隨機(jī)存儲器 SRAM。 ARM處理器系列 SecurCore微處理器系列 ? SecurCore系列微處理器主要應(yīng)用于一些對安全性要求較高的應(yīng)用產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng)，如電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子銀行業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)證系統(tǒng)等領(lǐng)域。 ?ARM10E系列微