【正文】 ( S y s t e m O n C h i p )Preface of ARM 16 （ 1）、嵌入式微控制器 嵌入式微控制器的典型代表是單片機(jī)，這種８位的電子器件目前在嵌入式設(shè)備中仍然有著極其廣泛的應(yīng)用。 單片機(jī)芯片內(nèi)部集成 ROM/EPROM、 RAM、總線、總線邏輯、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、看門狗、 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(shè)。 微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。 Preface of ARM 18 由于 MCU低廉的價(jià)格，優(yōu)良的功能，所以擁有的品種和數(shù)量最多，比較有代表性的包括 805MCS25 MCS96/196/29 P51XA、 C166/1668K系列以及 MCU 8XC930/93 C5 C541，并且有支持 I2C、 CANBus、 LCD及眾多專用 MCU和兼容系列。 Preface of ARM 19 （ 2）、嵌入式 DSP處理器 ? DSP處理器是專門用于信號(hào)處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，在數(shù)字濾波、 FFT、譜分析等各種儀器上 DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。 1982年世界上誕生了首枚 DSP芯片。 DSP的運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，應(yīng)用領(lǐng)域也從上述范圍擴(kuò)大到了通信和計(jì)算機(jī)方面。 Preface of ARM 20 MPU嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的 CPU演變而來的。 （ 3）、嵌入式微處理器（ Micro Processor Unit) Preface of ARM 21 和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 它結(jié)合了許多功能區(qū)塊，將功能做在一個(gè)芯片上，像是 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，像是通用串行端口（ USB）、TCP/IP通信單元、 GPRS通信接口、 GSM通信接口、IEEE139藍(lán)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(gè)個(gè)獨(dú)立的處理芯片。 運(yùn)用 VHDL等硬件描述語言不需要再像傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣，繪制龐大復(fù)雜的電路板，一點(diǎn)點(diǎn)的連接焊制，只需要使用精確的語言，綜合時(shí)序設(shè)計(jì)直接在器件庫中調(diào)用各種通用處理器的標(biāo)準(zhǔn)，然后通過仿真之后就可以直接交付芯片廠商進(jìn)行生產(chǎn)。 Siemens的 TriCore，Motorola的 MCore，某些 ARM系列器件， Echelon和Motorola聯(lián)合研制的 Neuron芯片等。 Preface of ARM 25 SoC嵌入式系統(tǒng)微處理器所具有的其他的好處可以分為下列幾點(diǎn)： ? 利用改變內(nèi)部工作電壓，降低芯片功耗。 ? 減少外圍驅(qū)動(dòng)接口單元及電路板之間的信號(hào)傳遞，可以加快微處理器數(shù)據(jù)處理的速度。 Preface of ARM 26 嵌入式基本概念 嵌入式微處理器分類 ARM結(jié)構(gòu)微處理器簡(jiǎn)介 ARM匯編指令初探 ARM JTAG調(diào)試 ARM體系結(jié)構(gòu) 議程 Preface of ARM 27 ? ARM即 Advanced RISC Machines的縮寫。 ? 20世紀(jì) 80年代后期， ARM很快開發(fā)成 Acorn的臺(tái)式機(jī)產(chǎn)品，形成英國的計(jì)算機(jī)教育基礎(chǔ)。 ? 20世紀(jì) 9年代， ARM32位嵌人式 RISC（ Reduced Instruction Set Computer）處理器擴(kuò)展到世界范圍，占據(jù)了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。 ? ARM公司雖然只成立 10多年，但在 1999年因移動(dòng)電話火爆市場(chǎng)，其32位 RISC處理器占市場(chǎng)份額超過了 50%，成為業(yè)界龍頭老大。 ARM公司是知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，是設(shè)計(jì)公司。 三、 ARM結(jié)構(gòu)微處理器簡(jiǎn)介 Preface of ARM 28 ? ARM公司商業(yè)模式的強(qiáng)大之處在于其價(jià)格合理，全世界范圍有超過 100個(gè)合作伙伴 包括半導(dǎo)體工業(yè)的著名公司。ARM已成為移動(dòng)通信、手持計(jì)算、多媒體數(shù)字消費(fèi)等嵌入式解決方案的 RISC標(biāo)準(zhǔn)。 ARM結(jié)構(gòu)微處理器簡(jiǎn)介 (續(xù) ) Preface of ARM 29 ARM處理器的 3大特點(diǎn)如下： ? 小體積、低功耗、成本低、高性能； ? 16位 /32位雙指令集； ? 全球眾多的合作伙伴。 ARM處理器系列提供的解決方案包括： ? 在無線、消費(fèi)電子和圖像應(yīng)用方面的開放平臺(tái)； ? 存儲(chǔ)、自動(dòng)化、工業(yè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)； ? 智能卡和 SIM卡的安全應(yīng)用。與等價(jià)的 32代碼相比，占用的存儲(chǔ)器空間節(jié)省高達(dá) 35%，然而保留了 32位系統(tǒng)所有的優(yōu)勢(shì)。 ARM業(yè)界領(lǐng)先的跟蹤解決方案 ——嵌入式跟蹤宏單元（ETM,Embeddeb Trace Macrocell），被設(shè)計(jì)成駐留在 ARM處理器上，用以監(jiān)控內(nèi)部總線，并能以核速度無妨礙地跟蹤指令和數(shù)據(jù)的訪問。進(jìn)一步的產(chǎn)品來自于合作伙伴，例如 Intel Xccale微體系結(jié)構(gòu)和 StrongARM產(chǎn)品。每個(gè)系列提供一套特定的性能來滿足設(shè)計(jì)者對(duì)功耗、性能、和體積的需求。性能高達(dá) 1200MIPS（ Xscale微體系結(jié)構(gòu)），功耗測(cè)量為 μW/MHz，并且所有體系結(jié)構(gòu)兼容。而且 ARM內(nèi)部集成了多級(jí)流水線，比如： ARM7T中使用 3級(jí)流水線； ARM9中使用 5級(jí)流水線技術(shù)，大大的增加了處理速度； ?超 低功耗 各種檔次的 ARM的功耗都是同檔次其他嵌入式處理器中較低的。所以，上述在各種處理器中， ARM的使用最廣，同時(shí)應(yīng)用前景廣闊，開發(fā)資源豐富，有利于縮短產(chǎn)品的研發(fā)同期。 Preface of ARM 33 嵌入式基本概念 嵌入式微處理器分類 ARM結(jié)構(gòu)微處理器簡(jiǎn)介 ARM匯編指令初探 ARM JTAG調(diào)試 ARM體系結(jié)構(gòu) 議程 Preface of ARM 34 ARM體系結(jié)構(gòu)的主要特征 ? 大量的寄存器，都可用于多種用途； ? LoadStore體系結(jié)構(gòu) ? 3地址指令（兩個(gè)源操作數(shù)寄存器和結(jié)果寄存器獨(dú)立設(shè)定） ? 每條指令都條件執(zhí)行包含非常強(qiáng)大的多寄存器 Load和 Store指令 ? 能在單時(shí)鐘周期執(zhí)行的單條指令內(nèi)完成一項(xiàng)普通的移位操作和一項(xiàng)普通的 ALU操作 ? 能過協(xié)處理器指令集來擴(kuò)展 ARM指令集，包括在編程模式下增加了新的寄存器和數(shù)據(jù)類型 ? 在 Thumb體系結(jié)構(gòu)中以高密度 16位壓縮形式表示指令集 四、 ARM匯編指令 Preface of ARM 35 ARM有三種類型的數(shù)據(jù)指令 1）數(shù)據(jù)處理指令：這類指令只能使用和改變寄存器中的值 2）數(shù)據(jù)傳送指令：這類指令把存儲(chǔ)器中的值拷貝寄存器（ Load）或把寄存器的值拷貝到存儲(chǔ)器中（ Store） 3）控制流指令：一般指令在執(zhí)行時(shí)使用存儲(chǔ)于連續(xù)的存儲(chǔ)器地址中的指令。切換是永久的或保存返回地址以恢復(fù)原來的執(zhí)行順序，或者陷入系統(tǒng)代碼。聲明代碼區(qū) SWI_WriteC EQU amp。輸出 r0中的字符 SWI_Exit EQU amp。程序結(jié)束 ENTRY ；代碼入口 START ADR r1,TEXT ； r1“Hello World” LOOP