矿大嵌入式一页纸

第一章剪、////阶段：内存。

系统。

//// 嵌入式系统由嵌入式微处理器、外围硬件设计备、嵌入式操作系统及用户应用程序4//BSP），关性的BSP始化:之一；按照2.//—冯·诺依曼体系: 将数据与指令存储统一编址，依靠指令计数器提取指令和取被大是哈佛结构:程序存储器与数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独独立访问。

设置了程序总线和数据总线，并行体系结构，取适合于数字信号处理。

DSP都是哈佛结构流水线指令：几个指令并行执行：提高了CPU运行效率，内部信息流要求通畅流动嵌入式处理器的结构和类型嵌入式处理器是嵌入式系统的核心。

一般都具有较高的集成度。

多种硬件处理器，分为MPU（微处理器）、（控制器）、DSP、SOC（片上系统）、sopc（可、多核处理器。

IP核：具有知功能具体的、接口规范的、可在多个的基本构件。

软IP核固IP核硬IP核典型嵌入式处理器:ARM处理器\MIPS处理器处理器 \SH处理器 \x86处理器嵌入式系统设计的特点:面向特定应用的系统；量体裁衣、去除设计需要交叉开发环境；程序需要固化；还需要提供强大的硬件开发需要设计者从速度、功能/目标机”方式。

//宿主机（Host）是PC机。

它通过串口目标机（Target）目标机可以也可以是能替代首先，利用宿主机上丰富UART接口或Ethernet接口将交叉编译生成并用交叉调/操作系统或监控程序的支持下最后，目标机在特定的环//开发设计流程：系统需求分析；规对需设计的系统功能进行更细致地描述，这些描述并不涉及系统的组成；系统结构设计，细构造，明确软、硬件功能的划分；构件设计，专用硬件芯片选择及系统集成，在完成了所有构件设构造出所需的完整系调试方法：指令集模拟器：利用PC机端的仿PC机端调试软串口、网口与之交互，以完成程存储器及寄存器读写、断点设置等任务。

CPU，ARM芯片的行为。

但结构较复杂，ARM硬件开发中。

JTAG仿真器：通过ARM芯片的JTAG边界扫描口与ARM核进行通信，不占用目标板的资源，是目前使用最广泛的调试手段。

二章 ARM体系结构//ARM7、9、9E、10E、SecurCore、Intel的Xscale、Cortex系列//寄存器体系结构特点：支持Thumb/ARM双指令集；指令执行采用3级/5级流水线；带有指令和数据cache，大量使用寄存器，指令执行速度更快；支持大端格式和小端格式两种方法储字数据；支持字节、半字和字3种数据类型；支持七种处理器模式；嵌入了在线仿真ICE-RT逻辑；具有片上总线AMBA；采用存储器映像I/O的方式；具有协处理器接口；采用降低电源电压；体积小，成本低，性能高。

//运行模式除用户模式外，其它模式均为特权模式。

ARM内部寄存器和一些片内外设在硬件设计上只允许（或者可选为只允许）特权模式下访问。

此外，特权模式可以自由的切换处理器模式，而用户模式不能直接切换到别的模式。

这五种模式称为异常模式。

它们除了可以通过程序切换进入外，也可以由特定的异常进入。

当特定的异常出现时，处理器进入相应的模式。

每种异常模式都有一些独立的寄存器，以避免异常退出时用户模式的状态不可靠。

//工作状态：一为ARM状态，处理器执行32位的字对齐的ARM指令；二种为Thumb状态，处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。

ARM与Thumb比较：ARM处理器是基于精简指令集计算机(RISC)原理设计的，指令集和相关译码机制较为简单。

ARM体系结构在V4版中增加了16位Thumb指令集。

ARM指令集效率高，但是代码密度低;Thumb指令集具有较高的代码密度，却仍然保持ARM的大多数性能上的优势，它是ARM指令集的子集。

进入Thumb状态当操作数寄存器的状态位为1时，可以采用执行BX指令的方法，使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态。

此外，当处理器处于Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。

进入ARM状态当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令时可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。

此外，在处理器进行异常处理时，把PC指针放入异常模式链接寄存器中，并从异常向量地址开始执行程序，也可以使处理器切换到ARM状态。

//寄存器组织：31个通用32位寄存器和6个状态寄存器，共37个。

在汇编语言中寄存器R0～R13为保存数据或地址值的通用寄存器。

它们是完全通用的寄存器，不会被体系结构作为特殊用途，并且可用于任何使用通用寄存器的指令。

ARM 内核包含1个CPSR 和5个供异常处理程序使用的SPSR 。

CPSR 反映了当前处理器的状态，其包含：4个条件代码标志（负(N)、零(Z)、进位(C)和溢出(V) ）；2个中断禁止位，分别控制一种类型的中断；5个对当前处理器模式进行编码的位；1个用于指示当前执行指令(ARM 还是Thumb)的位。

//不同的异常将导致处理器进入不同的工作模式，并执行不同特定地址的指令 各异常类型具有不同的优先级。

1复位——发生时，处理器立即停止当前程序，进入禁止中断的管理模式，并从地址0x00000000处开始执行； 6未定义指令——在ARM 处理器或协处理器认为当前指令未定义时发生； 软件中断——当用户模式下的程序使用指令7SWI 时，处理器便产生软件中断，进入管理模式，以调用特权操作。

5指令预取中止——当处理器预取指令的地址不存在，或该地址不允许当前指令访问，存储器会向处理器发出中止信号；只有当预取的指令被执行时，才会产生指令预取中止异常。

2数据访问中止——若处理器数据访问指令的地址不存在，或该地址 不允许当前指令访问时，产生数据中止异常； 4外部中断请求——当处理器的外部中断请求引脚有效，而且CPSR 中的I 位为0时，产生IRQ 异常。

系统外设可通过该异常请求中断服务。

3快速中断请求——处理器的快速中断请求引脚有效，而且CPSR 中的F 位为0时，产生FIQ 异常。

//复位：当nRESET 信号被拉低时（一般外部复位引脚电平的变化和芯片的其它复位源会改变这个内核信号），处理器放弃正在执行的指令。

在复位后，除PC 和CPSR 之外的所有寄存器的值都不确定。

当nRESET 信号再次变为高电平时，ARM 处理器执行下列操作： 1.强制CPSR 中的M[4:0]变为b10011（管理模式）； 2.置位CPSR 中的I 和F 位； 3.清零CPSR 中的T 位； 4.强制PC 从地址0x00开始对下一条指令进行取指； 5.返回到ARM 状态并恢复执行 。

异常响应过程：1.在适当的LR 中保存下一条指令的地址，当异常入口来自：ARM 状态，那么ARM 将当前指令地址加4或加8复制（取决于异常的类型）到LR 中；为Thumb 状态，那么ARM 将当前指令地址加2、4或加8 （取决于异常的类型）复制到LR 中；异常处理器程序不必确定状态。

2.将CPSR 复制到适当的SPSR 中；3. 将CPSR模式位强制设置为与异常类型相对应的值；4.强制PC 从相关的异常向量处取指。

内核在中断异常时置位中断禁止标志，这样可以防止不受控制的异常嵌套。

注：异常总是在ARM 状态中进行处理。

当处理器处于Thumb 状态时发生了异常，在异常向量地址装入PC 时，会自动切换到ARM 状态。

//ARM 的存储器结构：指令长度可以是32位（ARM 状态下），也可以为16位（Thumb 状态下）。

ARM 微处理器中支持字节（8位）、半字（16位）、字（32位）三种数据类型，其中，字需要4字节对齐（地址的低两位为0）、半字需要2字节对齐（地址的最低位为0）.地址空间大小 2的32次个8位的字节。

小端存储器系统：（默认） 在小端格式中，高位数字存放在高位字节中。

因此存储器系统字节0连接到数据线7～0(低位对齐)。

大端存储器系统：在大端格式中，高位数字存放在低位字节中。

因此存储器系统字节0连接到数据线31～24(高位对齐) 。

//指令系统 寻址方式：寄存器寻址MOV R1,R2；立即寻址MOV R0,#0xFF00；寄存器移位寻址MOV R0,R2,LSL #3：寄存器间接寻址LDR R0,[R2]；变址寻址LDR R2,[R3,#0x0C]；多寄存器寻址LDR## R1!,{R2-R4,R6}；堆栈寻址：满递增：堆栈向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。

LDMFA 、STMFA 等； 空递增：如LDMEA 、STMEA 等； 满递减：如LDMFD 、STMFD 等；空递减：如LDMED 、STMED 等。

；块拷贝寻址STMIA R0!,{R1-R7} ;将R1～R7的数据保存到存储器中。

存储指针R0在保存第一个值之后增加，增长方向为向上增长。

；9.相对寻址 LOOP MOV R6,#1。

51寻址：位寻址，直接寻址 //ARM 指令集：.指令格式.条件码.存储器访问指令.数据处理指令.乘法指令.跳转指令.杂项指令.8伪指令 功能：实现两个寄存器相加 ;说明：使用ARMulate 软件仿真调试 AREA Example1,CODE,READONLY ;声明代码段Example1 ENTRY ;标识程序入口 CODE32 ;声明32位ARM 指令 START MOV R0,#0 ;设置参数 MOV R1,#10 LOOP BL ADD_SUB ;调用子程序ADD_SUB B LOOP ;跳转到LOOP ADD_SUB ADDS R0,R0,R1 ;R0 = R0 + R1 MOV PC,LR ;子程序返回 END ;文件结束//延时子程序 MOV R1,#0x1234 DelayNOP ;空操作NOPNOPSUBS R1,R1,#1 ;循环次数减一BNE Delay;如果循环没有结束，跳转DelayMOV PC,LR ;子程序返回//ARM 指令集和Thumb 指令集具有以下共同点：1多的寄存器，可用于多种用途。

⒉对存储器的访问只能通过Load/Store 指令。

不同点：没有乘加指令及64位乘法指令。

没有协处理器指令。

没有数据交换指令。

没有程序状态寄存器指令 1.链表操作在链接表中搜索与某一数据相匹配的元素。

链接表的每个元素包括两个字，第1个字中包含一个字节数据：第2个字中包含指向下一个连接表元素的指针，当这个指针为0时表示链表结束。

代码执行前R0指向链表的头元素。

R1种存放将要搜索的数据，代码执行后R0执向第1个匹配元素，或者当没有匹配元素时R0为0。

llsearch CMP R0, #0;R0指针是否为空 LDRNE R2,[R0] ;读取当前元素中的字节数据 CMPNE R1,R2;判断当前元素中的数据是否为搜索的数据 LDRNE R0,[R0,#4] ;不是，指针R0指向下一个元素 BNE llsearch;如果下一个元素存在，跳转到llsearch 执行 MOV PC,LR;搜索完成，程序返回 2、简单的串比较：代码执行前，R0指向第一个串，R1指向第2个串。