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Arm9
閱讀�16038�(shí)間:2011-01-07 16:04:13

  ARM9系列處理器是英國ARM公司�(shè)�(jì)的主流嵌入式處理�,主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列。在2�5G�3G的應(yīng)用中ARM9已經(jīng)全面替代了ARM7。在高性能和低功耗特性方面提供的性能.

特點(diǎn)

  提供 1.1MIPS/MHz 的哈佛結(jié)�(gòu).

  支持 32 � ARM 指令集和 16 � Thumb 指令�.

  支持 32 位的高� AMBA 總線接口.

  全性能� MMU,支持 Windows CE,Linux,Palm OS 等多種主流嵌入式操作系統(tǒng).

  MPU 支持�(shí)�(shí)操作系統(tǒng).

  支持?jǐn)?shù)�(jù) Cache 和指� Cache, 具有更高的指令和�(shù)�(jù)處理能力. 大小都為 16K.

�(yīng)�

  ARM9 系列微處理器主要�(yīng)用于無線�(shè)�,儀器儀�,安全系統(tǒng),�(jī)頂盒,高端打印�(jī), �(shù)字照相機(jī)和數(shù)�?jǐn)z像機(jī)�.

微處理器�(jié)�(gòu)

  1�  RISC體系�(jié)�(gòu):RISC�(jié)�(gòu)�(yōu)先選取使用頻的簡(jiǎn)單指�,避免復(fù)雜指�

  1、RISC體系�(jié)�(gòu)�(yīng)具有如下特點(diǎn)�

 ?�?采用固定�(zhǎng)度的指令格式,指令歸整、簡(jiǎn)�、基本尋址方式�2�3��

  � 使用單周期指�,便于流水線操作�(zhí)行�

 ?�?大量使用寄存器,�(shù)�(jù)處理指令只對(duì)寄存器�(jìn)行操�,只有加�/ 存儲(chǔ)指令可以訪問存儲(chǔ)�,以提高指令的執(zhí)行效��

  除此以外,ARM體系�(jié)�(gòu)還采用了一些特別的技�(shù),在保證高性能的前提下盡量縮小芯片的面�,并降低功耗:

 ?�?所有的指令都可根據(jù)前面的執(zhí)行結(jié)果決定是否被�(zhí)�,從而提高指令的�(zhí)行效��

 ?�?可用加載/存儲(chǔ)指令批量傳輸�(shù)�(jù),以提高�(shù)�(jù)的傳輸效��

 ?�?可在一條數(shù)�(jù)處理指令中同�(shí)完成邏輯處理和移位處理�

 ?�?在循�(huán)處理中使用地址的自�(dòng)增減來提高運(yùn)行效率�

  2、ARM微處理器的寄存器�(jié)�(gòu)

  ARM處理器共�37�(gè)寄存器,被分為若干�(gè)組(BANK�,這些寄存器包括:

  � 31�(gè)通用寄存�,包括程序計(jì)�(shù)器(PC指針�,均�32位的寄存器�

 ?�?6�(gè)狀�(tài)寄存�,用以標(biāo)�(shí)CPU的工作狀�(tài)及程序的�(yùn)行狀�(tài),均�32�,目前只使用了其中的一部分�

  同時(shí),ARM處理器又�7種不同的處理器模�,在每一種處理器模式下均有一組相�(yīng)的寄存器� 之對(duì)�(yīng)。即在任意一種處理器模式�,可訪問的寄存器包括15�(gè)通用寄存器(R0~R14)、一至二�(gè)狀�(tài)寄存器和程序�(jì)�(shù)�。在所有的寄存器中,有些是� 7種處理器模式下共用的同一�(gè)物理寄存�,而有些寄存器則是在不同的處理器模式下有不同的物理寄存��

  3、ARM微處理器的指令結(jié)�(gòu)

  ARM微處理器的在較新的體系結(jié)�(gòu)中支持兩種指令集:ARM指令集和Thumb指令集。其 �,ARM指令�32位的�(zhǎng)�,Thumb指令�16位長(zhǎng)度。Thumb指令集為ARM指令集的功能子集,但與等�(jià)的ARM代碼相比較,可節(jié)�30� �40%以上的存儲(chǔ)空間,同�(shí)具備32位代碼的所有優(yōu)�(diǎn)�

啟動(dòng)過程

  1、Bootloader的啟�(dòng):其一般要�(shí)�(xiàn)的功能如下:

  (1)初始化CPU速度、存�(chǔ)�、存�(chǔ)器配置寄存器以及串口��

  (2)激活指令/�(shù)�(jù)Cache、建立堆棧指針、建立啟�(dòng)參數(shù)區(qū)、構(gòu)造參�(shù)�(jié)�(gòu)和標(biāo)�(shí)列表�

  (3)通過上電自檢,來�(shí)別存在哪些設(shè)�,并�(bào)告異常,提供�(duì)電源管理中休眠/恢復(fù)的支��

  (4)跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核起始處,系�(tǒng)啟動(dòng)�

�(yùn)行模�

  ARM微處理器支持7種運(yùn)行模式:

  ――用戶模式(usr�

  ――快速中斷模式(fiq�

  ――外部中斷模式(irq�

  ――管理模式(svc�

  ――數(shù)�(jù)訪問中止模式(abt�

  ――系�(tǒng)模式(sys�

  ――未定義指令中止模式(und�

  ARM體系�(jié)�(gòu)所支持的異常類�

  �(fù)�、未定義指令、軟件中�、指令預(yù)取中歀數(shù)�(jù)中止、IRQ(外部中斷請(qǐng)求)、FIQ(快速中斷請(qǐng)求)�

  �(duì)中斷的響�(yīng)�

  1、將下一條指令的地址存入相應(yīng)連接寄存器LR,以便程序在處理異常返回�(shí)能從正確的位置重 新開始執(zhí)行。若異常是從ARM狀�(tài)�(jìn)入,LR寄存器中保存的是下一條指令的地址(當(dāng)前PC�4或PC�8,與異常的類型有�(guān));若異常是從Thumb狀�(tài) �(jìn)�,則在LR中保存當(dāng)前PC的偏移量�

  2、將CPSR�(fù)制到相應(yīng)的SPSR�

  3、根�(jù)異常的類�,強(qiáng)制轉(zhuǎn)換CPSR的運(yùn)行模式位�

  4、強(qiáng)制PC從相�(guān)的異常向量地址取下一條指令執(zhí)�,從而跳�(zhuǎn)到相�(yīng)的異常處理程序處�

  各類異常的具體描述:

  FIQ異常是為了支�?jǐn)?shù)�(jù)傳輸或者通道處理而設(shè)�(jì)��

  IRQ屬于正常的中斷請(qǐng)求�

  ABORT意味著對(duì)存儲(chǔ)器的訪問失敗

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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