ARM的体系结构与编程.pdf

ARM 的体系结构与编程  计算机体系结构  复杂指令集计算机和精简指令集计算机  ARM 的发展历程  ARM技术的应用领域及特点  ARM微处理器系列  ARM处理器的工作状态  ARM处理器的工作模式  ARM微处理器的存储器格式  ARM 处理器的寄存器格式  ARM 异常处理  ARM 微处理器指令的分类  ARM 微处理器指令的格式  ARM 微处理器指令的条件域  ARM 微处理器指令的寻址方式 计算机体系结构 约翰·冯·诺依曼 （John von Neumann， 1903－1957），美籍匈牙利人 “现代电子计算机之父”提出 2进制思想与程序内存思想 计算机体系结构 复杂指令集计算机和精简指令集计算机  复杂指令集计算机CISC （Complex Instruction Set Computer ） • 背景： - 存储资源紧缺，强调编译优化 - 增强指令功能，设置一些功能复杂的指令以减少完成一个任务所需 要的指令数目 - 通过减少指令数达到提高运行速度的目的 复杂指令集计算机和精简指令集计算机  复杂指令集计算机CISC CPI—执行每条指令所需的平均时钟周期数 复杂指令集计算机和精简指令集计算机  复杂指令集计算机CISC 缺陷： 复杂指令集计算机和精简指令集计算机  精简指令集计算机RISC （reduced instruction set computer） ARM 的发展历程  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。  1990年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设 计技术的授权。 ARM 的发展历程 ARM 的发展历程 ARM技术的应用领域及特点 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IP核 （软核、硬核），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。  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。  我国的华为、中兴、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。 ARM技术的应用领域及特点 ARM微处理器的应用领域  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  工业控制领域：作为32位的RISC架构，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 ARM微处理器的应用领域  网络应用：采用ARM技术的ADSL芯片，ARM在语音 及视频处理上进行了优化，获得广泛支持。  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。  …… ARM技术的应用领域及特点 ARM微处理器的特点—低功耗、低成本、高性能  低功耗、低成本、高性能 采用RISC指令集 使用大量的寄存器 ARM/THUMB指令支持 三/五级流水线 ARM技术的应用领域及特点