嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用-chapter3-arm7tdmi簡(jiǎn)介(參考版)
2025-01-25 23:40本頁(yè)面
【正文】 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系EmbeddedICERT模塊哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系謝謝！哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系演講完畢，謝謝觀看！。協(xié)議轉(zhuǎn)換器：將調(diào)試主機(jī)發(fā)出的高級(jí)命令轉(zhuǎn)換到處理器 JTAG接口的低級(jí)命令。 協(xié)處理器接口? 可用的協(xié)處理器哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 ARM7TDMI處理器的高級(jí)調(diào)試特性使應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和硬件的開(kāi)發(fā)變得更加容易。CP14 通信通道協(xié)處理器；167。 協(xié)處理器接口? 簡(jiǎn)介哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系A(chǔ)RM內(nèi)核與協(xié)處理器的關(guān)系 協(xié)處理器接口? 簡(jiǎn)介ARM內(nèi)核 協(xié)處理器 A 協(xié)處理器 B握手信號(hào)數(shù)據(jù)地址總線(xiàn)哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 一個(gè)系統(tǒng)最多可連接 16個(gè)協(xié)處理器，每個(gè)協(xié)處理器都通過(guò)唯一的 ID號(hào)識(shí)別。寄存器分組；167。指令流水線(xiàn)；167。這些協(xié)處理器是與ARM7TDMI內(nèi)核相結(jié)合的單獨(dú)的處理單元。這一串代碼稱(chēng)為指令存儲(chǔ)器屏障（ IMB），它通常同時(shí)取決于具體的 ARM芯片的和具體存儲(chǔ)器芯片。例如，任何一個(gè)允許將程序裝入存儲(chǔ)器然后執(zhí)行的系統(tǒng)都使用自修改代碼。 指令的預(yù)取和自修改代碼? 預(yù)取可能存在的問(wèn)題提示 ：因?yàn)樽孕薷拇a有許多特需要考慮，建議盡量避免使用。167。 指令的預(yù)取和自修改代碼? 預(yù)取可能存在的問(wèn)題LDR R0,AddInstrSTR R0,NextInstrLDR R0,AddInstrSTR R0,NextInstrLDR R0,AddInstrSUB R1,R1,1（ 1）預(yù)取指； （ 2）預(yù)取指， “LDR” 指令進(jìn)入譯碼階段； （ 3）預(yù)取指， “STR” 指令進(jìn)入譯碼階段，同時(shí) “LDR” 指令進(jìn)入執(zhí)行階段，結(jié)果是將地址（ 4）的指令裝入 R0； ，同時(shí) “STR” 指令進(jìn)入執(zhí)行階段，結(jié)果是將 “ADD” 指令存入地址（ 3）， “SUB” 指令被覆蓋； “SUB” 指令在存儲(chǔ)器中被覆蓋，但是它仍存在于流水線(xiàn)上，并進(jìn)入執(zhí)行階段； ADD R1,R1,1 (3)SUB R1,R1,1STR R0,NextInstr??????SUB R1,R1,1哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 LDR R0,AddInstr STR R0,NextInstrNextInstr SUB R1,R1,1 . . .AddInstr ADD R1,R1,1(1)(2)(4)(3)167。 指令的預(yù)取和自修改代碼哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系?????????內(nèi)核流水性執(zhí)行譯碼預(yù)取 LDR R0,AddInstr STR R0,NextInstrNextInstr SUB R1,R1,1 . . .AddInstr ADD R1,R1,1(1)(2)(4)(3) 在存儲(chǔ)器中的指令可能在它被預(yù)取之后，被執(zhí)行之前發(fā)生改變。對(duì)于 Thumb指令，得到的地址是它自身地址 +4； 雖然生產(chǎn)廠商可以選擇預(yù)取指令的數(shù)目，但是仍然可以保證讀取 PC所得到地址比它自身地址落后兩條指令。發(fā)生跳轉(zhuǎn)； 指令的預(yù)取和自修改代碼哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 當(dāng)讀取 PC時(shí)，得到的指令地址比正在執(zhí)行指令的地址落后兩條指令：167。被預(yù)取的指令可能得不到運(yùn)行，可能的原因是：167。指令的預(yù)取并不是實(shí)際執(zhí)行指令。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 許多 ARM實(shí)現(xiàn)在前一條指令的執(zhí)行尚未完成時(shí)將指令從存儲(chǔ)器中取出。 在復(fù)位后，除 PC和 CPSR之外的所有寄存器的值都不確定。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 中斷延遲? 最小中斷延遲 FIQ或 IRQ的最小中斷延遲是請(qǐng)求通過(guò)同步器的時(shí)間 Tsyncmin加上 Tfiq（共 4個(gè)處理器周期）。 最大的 IRQ延遲時(shí)間與之相似，但必須考慮到這樣一種情況，當(dāng)更高優(yōu)先級(jí)的 FIQ和 IRQ同時(shí)申請(qǐng)時(shí)， IRQ要延遲到 FIQ處理程序允許 IRQ中斷時(shí)才處理（可能需要對(duì)中斷控制器進(jìn)行相應(yīng)的操作）。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 中斷延遲? 最大中斷延遲FIQ總的延遲時(shí)間 =Tsyncmax +Tldm +Texc +Tfiq=27個(gè)周期 在 40MHz處理器時(shí)鐘時(shí)，最大延遲時(shí)間略少于 。Tfiq， FIQ入口的時(shí)間。Texc，數(shù)據(jù)中止入口的時(shí)間。注意，是在零等待狀態(tài)系統(tǒng)中。Tldm，最長(zhǎng)的指令執(zhí)行需要的時(shí)間。Tsyncmax，請(qǐng)求通過(guò)同步器的最長(zhǎng)時(shí)間。數(shù)據(jù)中止的優(yōu)先級(jí)必須高于FIQ以確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移錯(cuò)誤不會(huì)被漏過(guò)。當(dāng) FIQ使能，并且 FIQ和數(shù)據(jù)中止異常同時(shí)發(fā)生時(shí)， ARM7TDMI內(nèi)核首先進(jìn)入數(shù)據(jù)中止處理程序，然后立即跳轉(zhuǎn)到 FIQ向量。未定義的指令和 SWI異常互斥。 ? 未定義的指令 異常哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系異常向量地址 異常類(lèi)型 進(jìn)入時(shí)的模式進(jìn)入時(shí)I的狀態(tài)進(jìn)入時(shí) F的狀態(tài)0x00 復(fù)位 管理 禁止 禁止0x04 未定義指令 未定義 I F0x08 軟件中斷 管理 禁止 F0x0C 中止（預(yù)取） 中止 I F0x10 中止（數(shù)據(jù)） 中止 I F0x14 保留 保留 — —0x18 IRQ 中斷 禁止 F0x1C FIQ 快中斷 禁止 禁止注 ：表中的 I和 F表示不對(duì)該位有影響，保留原來(lái)的值。注 ： ARM7TDMI處理器完全遵循 ARM結(jié)構(gòu) v4T，可以捕獲所有分類(lèi)未被定義的指令位格式。 ? 軟件中斷指令 異常哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系 當(dāng) ARM7TDMI處理器遇到一條自己和系統(tǒng)內(nèi)任何協(xié)處理器都無(wú)法處理的指令時(shí)， ARM7TDMI內(nèi)核執(zhí)行未定義指令陷阱。 SWI處理程序通過(guò)執(zhí)行下面的指令返回：MOVS PC,R14_svc 這個(gè)動(dòng)作恢復(fù)了 PC和 CPSR并返回到 SWI之后的指令。這意味著 ARM7TDMI內(nèi)核總是會(huì)保護(hù)被中止的 LDM指令中的 R15（總是最后一個(gè)被轉(zhuǎn)移的寄存器）。 當(dāng)回寫(xiě)被設(shè)置時(shí)，基址寄存器被更新。交換指令（ SWP）中止好像沒(méi)有被執(zhí)行過(guò)一樣（中止必須發(fā)生在 SWP指令進(jìn)行讀訪問(wèn)時(shí)） ； 異常哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)系167。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指令（ LDR、 STR）回寫(xiě)到被修改的基址寄存器。如果指令在流水線(xiàn)中因?yàn)榘l(fā)生分支而沒(méi)有被執(zhí)行，中止將不會(huì)發(fā)生。預(yù)取中止
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