嵌入式系統學習筆記 Part 2

2021-10-06 03:18:15 字數 2239 閱讀 6738

arm7系列是低功耗的32位risc處理器,最適合用於對價位和功耗要求較高的消費類應用。arm7系列有如下特點:

arm7系列微處理器包括如下幾種型別的核:

arm7tdmi、arm7tdmi-s、arm720t、arm7ej。其中,arm7***i是目前使用最廣泛的32位嵌入式risc處理器,屬低端arm處理器核。

tdmi的基本含義為:

t:支援16位壓縮指令集thumb;

d:支援片上debug;

m:內嵌硬體乘法器(multiplier)

i:嵌入式ice,支援片上斷點和調試點

arm9系列微處理器在高效能和低功耗特性方面提供最佳的表現。具有以下特點:

arm9e系列微處理器的主要特點如下:

arm10e系列微處理器的主要特點如下:

arm920t提供完善的高效能cpu 子系統, 包括如下方面:

● arm9tdmi risc 整數cpu

● 16k位元組指令與16k 位元組資料快取

● 指令與資料儲存器管理單元(mmus)

● 寫緩衝器

● 高階微處理器匯流排架構(amba™)匯流排介面

● etm(內建追蹤巨集單元) 介面

arm9tdmi採用5級流水線,具體如下

(1)取指:從儲存器中取出指令,並將其放入指令流水線。

(2)解碼:對指令進行解碼。

(3)執行:把乙個運算元移位,產生alu的結果。

(4)緩衝/資料:如果需要,則訪問資料儲存器;否則alu的結果只是簡單地緩衝1個時鐘週期,以便所有的指令具有同樣的流水線流程。

(5)回寫:將指令產生的結果回寫到暫存器,包括任何從儲存器中讀取的資料

字(word)—— 字的長度為32位

半字(half-word)—— 半字的長度為16位

位元組(byte)——位元組的長度均為8位

指令長度:

在arm狀態下是32位

在thumb狀態下為16位

arm微處理器的工作狀態

arm狀態:處理器執行32位的、字對齊的arm指令;

thumb狀態:處理器執行16位的、半字對齊的thumb指令

arm體系結構的儲存器格式

arm920t體系結構將儲存器看做是從零位址開始的位元組的線性組合。

從0位元組到3位元組放置第1個儲存的字資料;

從第4個位元組到第7個位元組放置第2個儲存的字資料,依次排列。

作為32位的微處理器,arm920t體系結構所支援的最大定址空間為4gb(232位元組)

arm920t體系結構有用兩種方法儲存字資料:

大端格式和小端格式

大端格式中字資料的高位元組儲存在低位址中,而字資料的低位元組則存放在高位址中, 小端格式則正好相反

處理器模式

arm920t支援7種執行模式,分別為:

除使用者模式以外,其餘的6種模式稱為非使用者模式或特權模式;

其中除去使用者模式和系統模式以外的5種又稱為異常模式,常用於處理中斷或異常,以及訪問受保護的系統資源等情況

暫存器組織

arm微處理器共有37個32位暫存器,其中:

31個為通用暫存器

6個為狀態暫存器

通用暫存器r14~r0

程式計數器pc

乙個或兩個狀態暫存器都是可訪問的。

未分組暫存器r0~r7:

在所有的執行模式下,未分組暫存器都指向同乙個物理暫存器;

在中斷或異常處理進行執行模式轉換時,由於不同的處理器執行模式均使用相同的物理暫存器;

分組暫存器r8~r14:

r8~r12在不同模式下對應不同的物理暫存器

r13、r14 分別對應6個不同的物理暫存器,其中的乙個是使用者模式與系統模式共用,另外5個物理暫存器對應於其他5種不同的執行模式。

thumb 狀態下的暫存器組織

thumb狀態下的暫存器集是arm狀態下暫存器集的乙個子集,程式可直接訪問如下暫存器:

8個通用暫存器(r7~r0)

程式計數器(pc)

堆疊指標(sp)

連線暫存器(lr)

cpsr

嵌入式系統學習筆記 Part 3

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