武汉创维特ARM教学系统-ARM体系结构及编程模型.ppt

嵌入式系统教案
武汉创维特信息技术有限公司
11/11/2017
提纲
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ARM技术的应用领域及特点
ARM 处理器的寄存器组织
ARM处理器的工作模式
ARM微处理器系列
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第二章 ARM体系结构及编程模型
ARM 异常处理
ARM处理器的工作状态
ARM处理器的存储器格式
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ARM-Advanced RISC Machines
ARM(Advanced RISC Machines),既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一类微处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。
ARM技术的应用领域及特点
1991年ARM公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。
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ARM 公司的Chip less模式
世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。
ARM技术的应用领域及特点
基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
我国的中兴集成电路、大唐电讯、中芯国际和上海华虹,以及国外的一些公司如德州仪器、意法半导体、Philips、Intel、Samsung等都推出了自己设计的基于ARM核的处理器。
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ARM微处理器的应用领域
工业控制领域:作为32的RISC架构,基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额,同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展,ARM微控制器的低功耗、高性价比,向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。
ARM技术的应用领域及特点
到目前为止,ARM微处理器及技术的应用已经广泛深入到国民经济的各个领域
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ARM微处理器的应用领域
ARM技术的应用领域及特点
网络应用:随着宽带技术的推广,采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外,ARM在语音及视频处理上行了优化,并获得广泛支持,也对DSP的应用领域提出了挑战。
消费类电子产品:ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。
成像和安全产品:现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。
……
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ARM微处理器的特点—低功耗、低成本、高性能
采用RISC指令集
ARM技术的应用领域及特点
低功耗、低成本、高性能
使用大量的寄存器
ARM/THUMB指令支持
三/五级流水线
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ARM微处理器的特点—采用RISC体系结构
ARM技术的应用领域及特点
采用RISC架构的ARM处理器一般具有如下特点:
固定长度的指令格式,指令归整、简单、基本寻址方式有2~3种;
使用单周期指令,便于流水线操作执行;
大量使用寄存器,数据处理指令只对寄存器进行操作,只有加载/存储指令可以访问存储器,以提高指令的执行效率。
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ARM微处理器的特点—大量使用寄存器
ARM技术的应用领域及特点
ARM 处理器共有37个寄存器,被分为若干个组,这些寄存器包括:
31个通用寄存器,包括程序计数器(PC 指针),均为32位的寄存器;
6个状态寄存器,用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态,均为32位。
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ARM微处理器的特点—高效的指令系统
ARM技术的应用领域及特点
ARM微处理器支持两种指令集:ARM指令集和Thumb指令集。
ARM指令为32位的长度,Thumb指令为16位长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能子集,但与等价的ARM代码相比较,可节省30%~40%以上的存储空间,同时具备32位代码的所有优点。
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