周立功 arm嵌入式课件第2章 ARM7体系结构 重庆理工大学

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ARM7体系结构1.ARM简介 2.ARM7TDMI 3.ARM的模块、内 核和功能框图 4.ARM处理器状态 5.ARM处理器模式 6.ARM内部寄存器 7.当前程序状态寄存 器 8.ARM体系的异常、 中断及其向量表 9.ARM体系的存储系 统

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2.1 ARM简介 ARM公司简介ARM是Advanced RISC Machines的缩写，它是 一家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量 高性能、廉价、耗能低的RISC (精简指令集)处 理器。 公司的特点是只设计芯片，而不生 产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软 件和OEM厂商，并提供服务。

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2.1 ARM简介 ARM公司简介将技术授权给 其它芯片厂商

...形成各具特色 的ARM芯片

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2.1 ARM简介 RISC结构特性RISC是精简指令集计算机的缩写，其目标是设计出 在高时钟频率下单周期执行，简单而有效的指令集。 ARM内核采用RISC体系结构，因此具有RISC的结构特 点： 具有大量的通用存储器； 独特的装载/保存(load-store)结构； 简单的寻址模式; 统一和固定长度的指令格式。

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2.1 ARM简介 ARM体系结构为了使ARM能够更好地满足嵌入式应用的需要， ARM体系结构还有以下特点： 每条数据处理指令可同时包含算术逻辑单元(ALU) 的运算和移位处理，实现ALU和移位器的最大利用； 使用地址自增和自减的寻址方式优化程序循环； 装载/保存指令对数据的批量传输，实现最大数据吞 吐量; 大多数指令的条件执行，实现最快速的代码执行。

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2.1 ARM简介 常用ARM处理器系列ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核，目前 最新的系列是Cortex,而ARM6核以及更早的系列已经 很罕见了。当前应用比较多的ARM处理器核系列有：ARM7 Xscale ARM9 ARM9E ARM10E ARM11 Cortex

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2.1 ARM简介 ARM Cortex系列简介基于ARMv7版本的ARM Cortex系列产品由A、R、 M三个系列组成，具体分类延续了一直以来ARM面向 具体应用设计CPU的思路。A应用处理器(Application Processor )系列 ARM Cortex R实时控制处理(Real Time Control )系列 M微控制器(Micro Controller )系列

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2.1 ARM简介 CortexTM-M3处理器简介该处理器是首款基于ARMv7-M架构的处理器，采 用了纯Thumb2指令的执行方式，具有极高的运算能力 和中断相应能力。 Cortex-M3主要应用于汽车车身系统，工业控制系 统和无线网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域。 目前最便宜的基于该内核的ARM单片机售价为1美元。

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2.1 ARM简介 CortexTM-R4处理器简介该处理器是首款基于ARMv7架构的高级嵌入式处理 器，其主要目标为产量巨大的高级嵌入式应用系统， 如硬盘，喷墨式打印机，以及汽车安全系统等等。

CortexTM-R4F处理器简介该处理器在CortexTM-R4处理器的基础上加入了代码 错误校正(ECC)技术，浮点

运算单元(FPU)以及DMA综合 配置的能力，增强了处理器在存储器保护单元、缓存、 紧密耦合存储器、DMA访问以及调试方面的能力。

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2.1 ARM简介 CortexTM-A8处理器简介该处理器是ARM公司所开发的基于ARMv7架构的 首款应用级处理器，其特色是运用了可增加代码密度 和加强性能的技术、可支持多媒体以及信号处理能力 的NEONTM技术、以及能够支持Java和其他文字代码语 言的提前和即时编译的Jazelle@RTC技术。 众多先进的技术使其适用于家电以及电子行业等各 种高端的应用领域。

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2.1 ARM简介 ARM7系列简介该系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高 速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Jazelle的 ARM7EJ-S。该系列处理器提供Thumb 16位压缩指令 集和EmbededICE软件调试方式，适用于更大规模的 SoC设计中。 ARM7系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备，包括 Internet设备、网络和调制解调器设备，以及移动电话、 PDA等无线设备。

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2.1 ARM简介 ARM9系列简介该系列包括ARM9TDMI、ARM920T和带有高速 缓存处理器宏单元的ARM940T。除了兼容ARM7系列， 而且能够更加灵活的设计。 ARM9系列主要应用于引擎管理、仪器仪表、安 全系统和机顶盒等领域。

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2.1 ARM简介 ARM9E系列简介该系列为含有DSP指令集的综合处理器，包括 ARM926EJ-S、带有高速缓存处理器宏单元的 ARM966E-S/ARM946E-S。其内核在ARM7处理器内核 的基础上使用了Jazelle增强技术，该技术支持一种新 的Java操作状态，允许在硬件中执行Java字节码。 ARM9E系列主要应用于下一代无线设备、数字消 费品、成像设备、工业控制、存储设备和网络设备等 领域。

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2.1 ARM简介 ARM10E系列简介该系列包括ARM1020E和ARM1020E处理器核， 其核心在于使用向量浮点(VFP)单元VFP10提供高性 能的浮点解决方案，从而极大提高了处理器的整型和 浮点运算性能。 可以用于视频游戏机和高性能打印机等场合。

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2.1 ARM简介 Xscale简介Intel Xscale微控制器则提供全性能、高性价比、 低功耗的解决方案，支持16位Thumb指令并集成数字 信号处理(DSP)指令。 主要应用于手提式通讯和消费电子类设备。

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ARM7体系结构1.ARM简介 2.ARM7TDMI 3.ARM的模块、内 核和功能框图 4.ARM处理器状态 5.ARM处理器模式 6.ARM内部寄存器 7.当前程序状态寄存 器 8.ARM体系的异常、 中断及其向量表 9.ARM体系的存储系 统