【正文】 用一個專門的寄存器 (堆棧指針 )指向一塊存儲區(qū)域 (堆棧 )，指針所指向的存儲單元即是堆棧的棧頂 。將寄存器 R2～ R R12的值保 。將 R1指向的單元中的數(shù)據(jù)讀出到 。R0=[R1+R2] ARM處理器尋址方式 尋址方式分類 ——基址尋址 2022/5/23 多寄存器尋址一次可傳送幾個寄存器值 ， 允許一條指令傳送 16個寄存器的任何子集或所有寄存器 。后索引基址尋址 。到保存到 R1指定的存儲單元 ARM處理器尋址方式 ?尋址方式分類 ——基址尋址 0x55 R2 R3 0x40000000 0xAA 0x4000000C LDR R2,[R3,0x0C] 0xAA 將 R3+0x0C作為地址裝載數(shù)據(jù) 基址尋址指令舉例如下： LDR R0,[R1] ,4 。讀取 R3+0x0C地址上的存儲單元的內(nèi)容 ， 放入 R2 STR R1,[R0,4]! 。 寄存器間接尋址是偏移量為 0的基址加偏移尋址 。單元的內(nèi)容交換 0x55 R0 R2 0x40000000 0xAA 0x40000000 ARM處理器尋址方式 ?尋址方式分類 ——寄存器間接尋址 LDR R0,[R2] 0xAA 2022/5/23 基址尋址就是將基址寄存器的內(nèi)容與指令中給出的偏移量 （ 4K） 相加 /減 ， 形成操作數(shù)的有效地址 。保存在 R1中 SWP R1,R1,[R2] 。 寄存器間接尋址指令舉例如下： LDR R1,[R2] 。R2的值左移 R3位 ， 然后和 R1相 。R2的值左移 3位 ， 結(jié)果放入 R0， 。 當?shù)?2個操作數(shù)是寄存器移位方式時 ， 第 2個寄存器操作數(shù)在與第 1個操作數(shù)結(jié)合之前 ， 選擇進行移位操作 。R0減 1， 結(jié)果放入 R0， 并且影響標志位 MOV R0, 0xFF000 。將 R1的值減去 R2的值 ， 結(jié)果保存到 R0 0xAA 0x55 R2 R1 ARM處理器尋址方式 ?尋址方式分類 ——寄存器尋址 MOV R1,R2 0xAA 2022/5/23 立即尋址指令中的操作碼字段后面的地址碼部分即是操作數(shù)本身 ， 也就是說 ， 數(shù)據(jù)就包含在指令當中 ，取出指令也就取出了可以立即使用的操作數(shù) (這樣的數(shù)稱為立即數(shù) )。 寄存器尋址指令舉例如下： MOV R1,R2 。 ； ； ； ； ； ； ； ； 。 2022/5/23 小結(jié) ? ARM處理器存儲格式 ? 指令流水線 ? ARM處理器狀態(tài) ? ARM處理器模式 ? SP ? LR ? PC ? CPSR ? SPSR 第三章 ARM指令系統(tǒng) 2022/5/23 內(nèi)容 ARM指令集 ARM匯編程序設計 ARM處理器尋址 2022/5/23 ARM處理器尋址方式 ?尋址方式分類 尋址方式是根據(jù)指令中給出的地址碼字段來實現(xiàn)尋找真實操作數(shù)地址的方式 。 CPSR和 SPSR通過特殊指令進行訪問。 CPSR反映了當前處理器的狀態(tài)，其包含： ? 4個條件代碼標志（負 (N)、零 (Z)、進位 (C)和溢出 (V) ）； ? 2個中斷禁止位，分別控制一種類型的中斷； ? 5個對當前處理器模式進行編碼的位； ? 1個用于指示當前執(zhí)行指令 (ARM還是 Thumb)的位。由于 ARM指令總是以字為單位，所以 R15寄存器的最低兩位總是為 0。當 C和匯編互相調(diào)用時， r0 — r3用來傳遞函數(shù)參數(shù)，可記為 a0 — a3 ? r13：用于各種模式下的堆棧寄存器（ sp） ? r14：用來保存程序返回地址的鏈接寄存器（ lr） ? r15：程序計數(shù)器（ pc） ? r8_FIQ — r12_FIQ：允許快速中斷處理 ? r8_User — r12_User：除了 FIQ模式外各模式公用 ? 除了 User和 System模式外，各種模式都有自己獨立的 r13和 r14 2022/5/23 Label 程序 A 程序 B R14 內(nèi)部寄存器 ?R14寄存器與子程序調(diào)用 BL Label 地址 A ??? MOV PC,LR R14(地址 A) ??? A執(zhí)行過程中調(diào)用程序 B； 操作流程 Label，執(zhí)行程序 B。 特權模式：除用戶模式外的 6種模式 異常模式：除系統(tǒng)模式外的特權模式 2022/5/23 處理器模式 說明 備注 用戶 (usr) 正常程序工作模式 不能直接切換到其它模式 系統(tǒng) (sys) 用于支持操作系統(tǒng)的 特權任務等 與用戶模式類似，但具有 可以直接切換到其它模式 等特權 快中斷 (fiq) 支持高速數(shù)據(jù)傳輸及通 道處理 FIQ異常響應時進入此 模式 中斷 (irq) 用于通用中斷處理 IRQ異常響應時進入此模 式 管理 (svc) 操作系統(tǒng)保護代碼 系統(tǒng)復位和軟件中斷響應 時進入此模式 中止 (abt) 用于支持虛擬內(nèi)存和 /或 存儲器保護 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時 進入此模式 處理器模式 2022/5/23 內(nèi)部寄存器 ?簡介 在 ARM處理器內(nèi)部有 37個用戶可見的寄存器： 30個通用寄存器 6個狀態(tài)寄存器 1個專用于記錄當前狀態(tài) 5個專用于記錄模式切換前的狀態(tài) 1個程序計數(shù)器 PC 在不同的工作模式和處理器狀態(tài)下，程序員可以訪問的寄存器也不盡相同。 2022/5/23 處理器模式 ?簡介 ARM體系結(jié)構(gòu)支持 7種處理器模式，分別為： 用戶模式、快中斷模式、中斷模式、管理模式、中止模式、未定義模式和系統(tǒng)模式， 如下表所示。因此ARM處理器有兩種操作態(tài)： ?ARM狀態(tài)： 32位，這種狀態(tài)下執(zhí)行的是字方式的 ARM指令； ?Thumb狀態(tài)： 16位，這種狀態(tài)下執(zhí)行半字方式的 Thumb指令。 非對齊的取指 －不可預知結(jié)果 － ARM狀態(tài)忽略低 2位； Thumb狀態(tài)忽略最低位 （ 忽略由存儲器實現(xiàn) ） 非對齊的數(shù)據(jù)訪問 －執(zhí)行結(jié)果不可預測 －忽略字單元地址的低 2位；忽略半字單元地址的最低位 （ 忽略可能由處理器或存儲器完成 ） 存儲 ?非對齊的存儲器訪問 指令流水線 ?為增加處理器指令流的速度， ARM7 系列使用 3級流水線 . ?允許多個操作同時處理，比逐條指令執(zhí)行要快。 具體來說就是字訪問的地址通常是字對齊的 ， 而半字訪問使用的地址是半字對齊的 。 地址空間可以看作是包含 230個 32位字 ， 或 231個 16位半字 。 引導過程包括裝載一個映像文件并將控制權交給它，裝載可以包括拷貝整個程序（代碼和數(shù)據(jù)），也可以只拷貝易變（volatile）變量的數(shù)據(jù)到 RAM中，啟動后，通過更改 PC指向映像文件的起始地址，從而交出控制權 ARM的特點 RISC指令集 Load/Store體系結(jié)構(gòu) 固定的 32位指令 大多數(shù)指令單周期完成 Thumb/DSP/jazeller功能擴展 低功耗 2022/5/23 小結(jié) ? 什么是 ARM ? ARM的特點 ? ARM的分類 ? ARM的命名規(guī)則 ? 嵌入式硬件體系結(jié)構(gòu) ? 嵌入式存儲器 ? 存儲器映射 第二章 ARM體系結(jié)構(gòu)和存儲系統(tǒng) 2022/5/23 內(nèi)容 流水線（ pipeline） 存儲 模式（ model） 寄存器 2022/5/23 存儲 ?地址空間 ARM結(jié)構(gòu)使用單個平面的 232個 8位字節(jié)地址空間 。應用 NAND的困難在于 flash的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。 NOR的傳輸效率很高 ,在 1～ 4MB的小容量時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。 AHB： CPU核、存儲器控制器、中斷控制器、 LCD控制器、DMA和 USB主機模塊等（可以包括多個主模塊） APB： WATCHDOG、 IIS、 IIC、 PWM、 ADC、 UART、 GPIO、 RTC等（只有一個主模塊） ASB：連接高性能系統(tǒng)模塊，在某些需高速且不必使用 AHB總線的場合使用 2022/5/23 基于 ARM的嵌入式系統(tǒng)概述 (5) 嵌入式存儲器 大多數(shù)嵌入式產(chǎn)品的存儲器結(jié)構(gòu)是分層的，即多種類型的存儲器 在決定存儲器層次、寬度、類型等特性時，需綜合考慮產(chǎn)品的價格、性能、功耗等因素 存儲器系統(tǒng) 寄存器 高速緩存SRAM 主存儲器DRAM 本地存儲器 Flash、ROM、磁盤 網(wǎng)絡存儲器 Flash、ROM、磁盤 時鐘周期 0 1— 10 50— 100 20220000 分層結(jié)構(gòu) 存儲器種類 RAM：隨機存取存儲器 SRAM：靜態(tài)隨機存儲器（高速存儲器或 cache）不需刷新電路即能保存內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)。 總線和總線橋 CPU 低速設備 橋 數(shù)據(jù) 高速總線 存儲器 高速設備 鍵盤 低速總線 2022/5/23 基于 ARM的嵌入式系統(tǒng)概述 (4) 嵌入式系統(tǒng)硬件 AMBA總線是一個多總線系統(tǒng)。總線是把 CPU與存儲器、 I/O設備相連接的信息通道，但總線并不僅僅指的是一束信號線，而應包含相應的通信協(xié)議。按照馮 它結(jié)合了許多功能區(qū)塊，將功能做在一個芯片上， ARM RISC、 MIPS RISC、DSP或是其他的微處理器核心，加上通信的接口單元，例如通用串行端口（ USB）、 TCP/IP通信單元、 GPRS通信接口、 GSM通信接口、 IEEE139藍牙模塊接口等等，這些單元以往都是依照各單元的功能做成一個個獨立的處理芯片。用戶只需定義出其整個應用系統(tǒng)，仿真通過后就可以將設計圖交給半導體工廠制作樣品。 隨著 EDI的推廣和 VLSI設計的普及化，及半導體工藝的迅速發(fā)展，在一個硅片上實現(xiàn)一個更為復雜的系統(tǒng)的時代已來臨，這就是 System On Chip(SOC)。 Motorola公司的 DSP56000已經(jīng)發(fā)展成為 DSP56000， DSP56100, DSP56200和 DSP56300等幾個不同系列的處理器。 嵌入式 DSP處理器 有代表性的產(chǎn)品是 Texas Instruments的 TMS320系列和Motorola的 DSP56000系列。 推動嵌入式 DSP處理器發(fā)展的另一個因素是嵌入式系統(tǒng)的智能化，例如各種帶有智能邏輯的消費類產(chǎn)品，生物信息識別終端，帶有加解密算法的鍵盤，ADSL 接入、實時語音壓解系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實顯示等。在數(shù)字濾波、 FFT、譜分析等方面DSP算法正在大量進入嵌入式領域， DSP應用正從在通用單片機中以普通指令實現(xiàn) DSP功能，過渡到采用嵌入式 DSP處理器。目前 MCU占嵌入式系統(tǒng)約 70％的市場份額。 嵌入式微控制器 嵌入式微控制器目前的品種和數(shù)量最多，比較有代表性的通用系列包括 805 P51XA、 MCS25 MCS96/196/29C166/16 MC68HC05/11/12/1 68300等。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。這樣可以使單片機最大限度地和應用需求相匹配，功能不多不少，從而減少功耗和成本。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成 ROM/EPROM、 RAM、總線、總線邏輯、定時 /計數(shù)器、 WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、 A/D、 D/A、 Flash RAM、 EEPROM等各種必要功能和外設。為滿嵌入式應用 的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標準微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面都做了各種增強。 CPU 高速緩存控制器 CACHE 主存 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 地址 2022/5/23 基于 ARM的嵌入式系統(tǒng)概述 (3)嵌入式處理器分類 微處理器 (Micro Processor Unit, MPU) 微控制器 (Micro Controller Unit, MCU) 嵌入式 DSP (Digital Signal Processor