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2嵌入式处理器

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2嵌入式处理器

2015-09-12 13:19:10   15  举报

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AI智能生成

嵌入式处理器

嵌入式

处理器，CPU

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大纲/内容

2.3典型ARM处理器内核

2.3.1ARM内核命名

2.3.2ARM9典型内核ARM920T

2.3.3Cotex-A典型内核

2.3.4Cotex-M典型内核

2.3.5Cotex-R典型内核

2.4ARM处理器指令系统

2.4.1ARM指令分类及指令格式

分类

分支指令

数据处理指令

程序状态寄存器处理指令

加载/存储指令

协处理器指令

异常产生指令

ARM指令格式

指令一般格式

<opcode>{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>{,<op2>}

子主题

指令的条件域

ARM指令中操作数符号

2.4.2ARM指令的寻址方式

立即寻址

寄存器寻址

寄存器间接寻址

基址加变址寻址

堆栈寻址

满递增堆栈

满递减堆栈

空递增堆栈

空递减堆栈

块拷贝寻址

2.4.3ARM指令集

数据处理类指令

数据传送指令

算术逻辑运算指令

比较指令

程序状态寄存器访问指令

MRS

状态寄存器到通用寄存器

MSR

通用寄存器到状态寄存器

分支指令

B转移指令

BL带返回的转移指令

BLX带返回且带状态切换的转移指令

BX带状态切换的转移指令

加载存储指令

单一数据加载存储

LDR

LDRB

LDRH

STR

STRB

STRH

批量数据加载存储

指令类型

批量数据加载指令LDM

批量数据存储指令STM

传送数据类型

IA

IB

DA

DB

数据交换指令

CDP

LDC

STC

MCR

MRC

异常中断指令

SWI软件中断指令

BKPT断电中断指令

2.4.4Thumb指令集

数据处理指令

分支指令

加载/存储指令

2.4.5Thumb-2指令集

数据处理指令

分支指令与程序状态指令

加载/存储指令

2.4.6ARM处理器支持的伪指令

ADR伪指令

LDR伪指令

NOP空操作

2.1典型嵌入式处理器概述

2.1.1嵌入式处理器主要内核系列

按指令集结构分

复杂指令集结构（CISC）

简单指令集结构（RISC）

按存储机制分

冯，诺依曼结构

哈佛结构

按字长分

8位

16位

32位

64位

按不同内核系列分

51

AVR

PIC

MSP430

MIPS

PowerPC

MC68k

Coldfire

ARM

2.1.2ARM处理器的主要特点

单周期操作

采用加载/存储指令访问内存

固定的32位长指令

三地址指令格式

指令流水线技术

2.2ARM处理器体系结构

2.2.1ARM处理器内核的发展

2.2.2ARM处理器内核分类

经典ARM处理器

ARM7

ARM9

ARM11

嵌入式Cortex处理器

Cortex-R

Cortex-M

应用型Cortex处理器

Cortex-A

2.2.3ARM工作状态及工作模式

工作状态

ARM状态

Thumb状态

Thumb-2状态

调试状态

工作模式

用户模式User

快速中断模式FIQ

外部中断模式IRQ

管理模式SVC

中止模式ABT

未定义指令模式UND

系统模式SYS

工作模式切换

由ARM状态切换到Thumb状态

BX指令将操作数寄存器最低位设置为1

由Thumb状态切换到ARM状态

BX指令将操作数寄存器最低位设置为0

2.2.4ARM处理器的寄存器组织

ARM状态下的寄存器组织

通用寄存器

状态寄存器

Thumb/Thumb-2状态洗的寄存器组织

2.2.5ARM处理器的异常

异常类型

复位RESET

未定义的指令UND

软件指令SWI

指令预取中止PABT

数据访问中止DABT

外部中断请求IRQ

快速中断请求FIQ

ARM异常的中断响应过程

从异常处理程序中返回

2.2.6ARM的存储器格式及数据类型

ARM中存储字的格式

大端模式

小端模式

ARM存储器的数据类型

有/无符号数字节（8位）

有/无符号数半字（16位）

有/无符号数字（32位）

ARM指令长度

32位（ARM状态下）且必须以字为边界对齐

16位（Thumb状态下）且必须以两字节为边界对齐

2.2.7ARM处理器中MMU和MPU

ARM处理器中的MMU

功能

虚拟地址到物理地址映射

存储访问权限控制

存储器访问顺序

1TLB转换表

2主存储器页表

3异常产生中断通知os处理

ARM处理器中的MPU

2.5ARM汇编语言程序设计

2.5.1ARM汇编器所支持的伪指令

符号定义伪指令

定义全局变量

GBLA/GBLL/GBLS

定义局部变量

LBLA/LBLL/LBLS

用于变量赋值

SETA/SETL/SETS

通用寄存器列表定义

RLIST

数据定义伪指令

汇编控制伪指令

IF ELSE ENDIF

WHILE WEND

MACRO MEND

MEXIT

其他常用伪指令

AREA段定义

属性

CODE属性

DATA属性

READONLY属性

READWRITE属性

ALIGN属性

COMMON属性

2.5.2ARM汇编语言的语句格式

汇编语言程序中常用的符号

汇编语言程序中的表达式和运算符

2.5.3汇编语言的程序结构

2.5.4ARM汇编语言程序设计

顺序程序设计

分支程序设计

循环程序设计

子程序设计

多段结构程序设计

2.5.5嵌入式C语言与汇编语言混合程序设计

C语言调用汇编语言

汇编语言程序调用C语言程序

C语言程序嵌入汇编语言程序的方法

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