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ARM7体系结构

各ARM体系结构版本——V5
在V4版本的基础上，对现在指令的定义进行了必要的修正，对V4版本的体系结构进行了扩展并增加了指令，具体如下：改进了ARM/Thumb状态之间的切换效率；允许非T变量和T变量一样，使用相同代码生成技术；增加计数前导零指令和软件断点指令；对乘法指令如何设置标志作了严格的定义。
3.2 ARM7TDMI

简介
ARM7TDMI基于ARM体系结构V4版本，是目前低端的ARM核。具有广泛的应用，其最显著的应用为数字移动电话。
3.2 ARM7TDMI

简介
ARM7TDMI支持32位寻址范围，并弥补了ARM6 不能在低于5V电源电压下工作的不足。ARM7TDMI的后缀意义为： ARM7 T D M I - S
乘法器桶形移位器写数据寄存器 32位ALU 指令管线读数据寄存器 Thumb指令译码器
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。
ADDR[31:0] 扫描调试控制指令译码和控制逻辑 CLK CLEN CFGBIGEND nIRQ nFIQ nRESET ABORT LOCK WRITE
地址寄存器
地址增加器
寄存器组 31*32位寄存器（6个状态寄存器）
SIZE[1:0] PROT[1:0] TRANS[1:0]
DBG输出 DBG输入 CP控制 CP握手

第2章 ARM体系结构

• 控制位
–
程序状态寄存器PSR（Program Status Register）的最低8位I、F、T和 M[4：0]用作控制位。当异常出现时改变控制位。处理器在特权模式下时也可由软件改变。
• 中断禁止位 I：置1，则禁止IRQ中断； F：置1，则禁止FIQ中断。 • T位 T=0 指示ARM执行； T=1 指示Thumb执行。 • 模式控制位 M4、M3、M2、Ml和M0（M[4:0]）是模式位，决定处理器的工作模式，如表2.3.1所列。
6 （最低）
6 5
数据中止
IRQ （外部中断请求） FIQ （快速中断请求）
中止（数据）
IRQ FIQ
中止模式
IRQ FIQ
0x0000,0010
0x0000,0018 0x0000,001C
2
4 3
2.4.2 异常类型的含义
（1）复位
• • 处理器的复位电平有效时，产生复位异常当ARM处理器或协处理器遇到不能处理的指令时，产生未定义指令异常
2.4 ARM微处理器的异常处理
• 异常：在一个正常的程序流程执行过程中，由内部或外部源产生的一个事件使正常的程序产生暂时的停止，称之为异常。
2.4.1 ARM体系结构的异常类型
• ARM体系结构支持7种类型的异常
• 异常出现后，强制从异常类型对应的固定存储器地址开始执行程序。这些固定的地址称为异常向量（Exception Vectors）。
M[4:0]模式控制位
M[4： 0] 10000 10001 10010 10011 10111
处理器工作模式用户模式 FIQ模式 IRQ模式管理模式中止模式
可访问的寄存器 PC，CPSR，R14～R0 PC，R7～R0，CPSR, SPSR_fiq，R14_fiq～ R8_fiq PC，R12～R0，CPSR, SPSR_irq，R14_irq， R13_irq PC，R12～R0, CPSR, SPSR_svc，R14_svc， R13_svc PC，R12～R0, CPSR, SPSR_abt，R14_abt， R13_abt

ARM体系架构解析ppt课件

1）程序存储器与数据存储器分开.
2）提供了较大的存储器带宽，各自有自己的
总线。
3）适合于数字信号处理.
4）大多数DSP都是哈佛结构.
5）ARM9是哈佛结构
6）取指和取数在同一周期进行，提高速度，
改进哈佛体系结构分成三个存储区：程序、数据、
程序和数据共用。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
6）将结果回写到寄存器组（res）
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
流水线技术
❖
三级流水线技术
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
因此，把它称为流水线工作方式。
处理器按照一系列步骤来执行每一条指令。典
型的步骤为：
1）从存储器读取指令（fetch）
2）译码以鉴别它是哪一类指令（dec）
3）从寄存器组取得所需的操作数（reg）
4）将操作数进行组合以得到结果或存储器地址（exe）
5）如果需要，则访问存储器存取数据（mem）
冯·诺依曼体系的特点
1）数据与指令都存储在同一存储区中，取指
令与取数据利用同一数据总线。
❖ 2）被早期大多数计算机所采用
❖ 3）ARM7——冯诺依曼体系
❖
结构简单,但速度较慢。取指不能同时取数据
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用

ARM体系结构详解精

ARM嵌入式系统第2章ARM体系结构ARM微处理器的编程模型♦ARM徴处理器的工作状态♦ARM体系结构的存储器格式♦ARM体系结构的指令长度及数据宽度♦ARM微处理器的处理器模式♦ARM体系结构的寄存器组织♦ARM微处理器的异常状态字、半字、字节字（Word）在ARM体系结构中，字的长度为32位半字（Half-Word）在ARM体系结构中，半字的长度为16位字节（Byg）在ARM体系结构中，字节的长度为8位。

ARM微处理器的工作状态（1）字对齐：四字节对齐半字对齐：两字节对齐两种状态:♦ARM状态：处理器执行32位的字对齐的令♦Thumb状态：处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令处理器工作状态的转变并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。

I ARM微处理器的工作状态(2 )状态切换：BX {<cond>} <Rm><cond>指令的条件码。

忽略时无条件执行。

<Rm>子存器中为跳转的目标地址，当<Rm><存器的bit[O]为0时, 目标地址处的指令为ARM指令；当<Rm>^存器的bit[O]为1时，目标地址处的指令为Thumb 指令。

伪代码：if ConditionPassed(cond) thenT Flag=Rm[O]PC=Rm AND OxFFFFFFFEARM微处理器在复位或上电时处于ARM状态，发生异常时处于ARM状态。

右ARM体系结构的存储器格式(1)ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB (2^字节)♦大端格式(Big Endian)字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中。

♦小端格式(Little Endian)低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。

字地址字地址右ARM 体系结构的存储器格式(2)(0H)=0123H (4H)=4567H (8H)=89ABHBig Endian(0H)=3210H (4H)=7654H (8H)=BA98HLittle Endian右ARM 体系结构的存储器格式(3)8 9 AB4 5 6 7 0123一 “A ・■ • rO= 0x11223344 I 11 I 22 33 ： 44 ILittle endian Big endianR2 =异FI*右 ARM 体系结构的指令长度及数据宽度♦指令长度：32位（在ARM 状态下） 16位（在Thumb 状态下）♦数据宽度：字节（8位）半字（16位）字（32位）三种数据宽度对存储器及外部设备的访问。

关于ARM的内核架构介绍

张凌001关于ARM的内核架构很多时候我们都会对M0，M0+,M3,M4，M7，arm7，arm9，CORTEX-A系列，或者说AVR,51，PIC等，一头雾水，只知道是架构，不知道具体是什么，有哪些不同？今天查了些资料，来解解惑，不是很详细，但对此有个大体了解。

咱先来当下最火的ARM吧1.ARMARM即以英国ARM（Advanced RISC Machines）公司的内核芯片作为CPU，同时附加其他外围功能的嵌入式开发板，用以评估内核芯片的功能和研发各科技类企业的产品.ARM 微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基于 ARM 体系结构的处理器，除了具有ARM 体系结构的共同特点以外，每一个系列的 ARM 微处理器都有各自的特点和应用领域。

－ ARM7 系列－ ARM9 系列－ ARM9E 系列－ ARM10E 系列－ ARM11系列－ Cortex 系列－ SecurCore 系列－ OptimoDE Data Engines－ Intel的Xscale－ Intel的StrongARM ARM11系列2. Cortex 系列32位RISCCPU开发领域中不断取得突破，其设计的微处理器结构已经从v3发展到现在的v7。

Cortex 系列处理器是基于ARMv7架构的，分为Cortex-M、Cortex-R和Cortex-A三类。

由于应用领域的不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同。

基于v7A的称为“Cortex-A系列。

高性能的Cortex-A15、可伸缩的Cortex-A9、经过市场验证的Cortex-A8处理器以及高效的Cortex-A7和Cortex-A5处理器均共享同一体系结构，因此具有完整的应用兼容性，支持传统的ARM、Thumb指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2指令集。

1Cortex-M系列Cortex-M系列又可分为Cortex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4；2Cortex-R系列Cortex-R系列分为Cortex-R4、Cortex-R5、Cortex-R7；3Cortex-A 系列Cortex-A系列分为Cortex-A5、Cortex-A7、Cortex-A8、Cortex-A9、Cortex-A15、Cortex-A50等，同样也就有了对应内核的Cortex-M0开发板、Cortex-A5开发板、Cortex-A8开发板、Cortex-A9开发板、Cortex-R4开发板等等。

第2课 ARM体系结构的理解

第2课 ARM体系结构的理解作者：刘正翔接触过单片机或者DSP的同学，可能不难理解啥叫体系结构。

简单地说，体系结构即CPU内部是按照什么样的规范来工作的。

我们很熟悉X86架构，这就是一类属于CISC的体系结构。

我们这里谈到的是ARM的体系结构，是与CISC相对立的RISC体系结构。

先来看下CISC与RISC的区别。

CISC是复杂指令系统计算机的简称，而RISC是精简指令集计算机的简称。

在这里，我们关心的是RISC体系结构。

既然号称精简，就自然有自己的精简指令系统，流水线硬件执行，设置大量寄存器。

很多运算用到的操作数直接在寄存器里相互操作，加快了速度。

否则还得在存储器和寄存器之间来回跑，复杂的很。

我是RISC 的追随者，比较赞同RISC的体系结构。

其实CISC也有自己的优点。

否则RISC推出来十几年了，一直都没把CISC干倒。

这说明CISC有自己存在的理由和优势。

本课简单总结ARM体系的几个重点部分：ARM处理器模式，寄存器，异常中断，存储系统等。

初学单片机时候，还记得吗？我们也在了解这些寄存器和中断的东西，今天也不例外。

不过只是概述而已！这里面还有很多内容，不是一个总结就能说明白的。

1、ARM处理器模式ARM处理器共有7种运行模式，大家需要牢记。

我把这些模式归纳成表格的形式：表2.1 ARM处理器的7种运行模式处理器模式简略描述用户模式（User，usr）正常程序执行的模式快速中断模式（FIQ，fiq）高速数据传输和通道处理外部中断模式（IRQ，irq）通常的中断处理超级用户模式（Supervisor，sve）供操作系统os使用的一种保护模式数据访问中止模式（Abort，abt）用于虚拟存储及存储保护未定义指令中止模式（Undefined，und）用于支持软件仿真硬件的写处理器系统模式（System，sys）运行特权级的操作系统任务注意，《ARM体系结构与编程》这本书里的相应部分，把Supervisor写成了特权模式，笔者认为，翻译成超级用户模式更恰当。

关于ARM的内核架构介绍

关于ARM的内核架构介绍ARM（Advanced RISC Machines）是一种基于精简指令集（RISC）架构的处理器，广泛应用于嵌入式系统和移动设备。

ARM处理器具有低功耗、高性能和灵活性等特点，因此成为了电子设备领域中最受欢迎的处理器架构之一、本文将重点介绍ARM内核架构及其特点。

ARM内核架构在ARM处理器中起决定性作用，它包含了处理器的主要功能和组件，决定了处理器的性能、能耗和功能。

ARM内核架构包括多种不同的系列，每个系列针对不同应用采用不同的设计方式。

常见的ARM内核包括ARM7、ARM9、ARM Cortex-A系列和Cortex-M系列。

ARM7系列内核是较早期的ARM内核，主要用于低端和中端嵌入式系统。

ARM7内核采用了三级流水线架构，能实现更高的频率，提供了较低的延迟。

此外，ARM7系列采用了Thumb指令集，通过指令长度缩短可以减少存储和传输开销，提高系统性能。

ARM9系列内核相比于ARM7系列，提供了更高的性能和功能。

ARM9内核增加了补充指令集（Jazelle），可以在处理器上执行由Java虚拟机编译的Java字节码，提供了更好的Java应用支持。

ARM9内核还引入了专用的访问控制单元（MMU），使得处理器可以支持虚拟内存管理和操作系统。

Cortex-A系列内核是ARM处理器中最强大的内核，用于高端嵌入式系统和移动设备。

Cortex-A系列采用了超标量乱序执行架构，具有多发射、乱序执行和预测执行等特性，能够充分利用处理器资源，提供出色的性能和能效。

Cortex-A系列还支持大容量的高速缓存和先进的分支预测技术，提高了命中率和指令执行效率。

Cortex-M系列内核是专门为微控制器（MCU）设计的内核，采用了精简的微控制器架构。

Cortex-M系列具有低功耗和低成本的特点，适用于要求较低功耗和实时性能的应用。

Cortex-M系列将处理器核、内存管理单元和外设控制器集成在一个芯片上，具有较小的面积和较低的成本。

ARM7体系结构详细介绍

ARM7体系结构详细介绍简介ARM（Advanced RISC Machines）是一种32位的RISC（Reduced Instruction Set Computer）处理器架构，广泛应用于嵌入式系统、智能手机和平板电脑等领域。

ARM7是ARM体系结构中的一代经典产品，采用了精简指令集，具有低功耗、高效能和高性价比等特点。

架构特性处理器核心ARM7处理器核心是一个半导体芯片，包含了用于指令解码、执行、访存等任务的硬件单元。

ARM7采用了5级流水线架构，可以实现超过20万条指令每秒的处理性能。

此外，ARM7支持可选的乘法器、除法器和调试接口，以满足不同的应用需求。

寄存器ARM7提供了一组寄存器来存放指令和数据。

寄存器分为通用寄存器和特殊目的寄存器两种。

通用寄存器包括16个32位的寄存器，用于存储临时数据和计算结果。

特殊目的寄存器包括程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）等，用于指导程序执行和管理堆栈。

存储器ARM7的存储器包括内部存储器和外部存储器两部分。

内部存储器分为指令存储器和数据存储器，用于存放程序指令和数据。

外部存储器通常是闪存、RAM等，用于扩展存储容量。

ARM7支持32位的地址总线，可以寻址最多4GB的内存空间。

性能与功耗ARM7采用了先进的CMOS工艺，使得它具有低功耗和高性能的特性。

ARM7的功耗通常在几个毫瓦到几十个毫瓦之间，可以满足嵌入式系统对功耗的严格要求。

同时，ARM7的高性能使得它可以处理复杂的计算任务，例如图像处理、音视频处理等。

调试与开发ARM7支持ARM公司定义的JTAG调试接口，可以通过调试器进行程序的单步调试、断点设置等操作。

此外，ARM7还提供了丰富的开发工具和软件支持，开发者可以使用C语言、汇编语言等进行编程，方便快捷地开发ARM7的应用程序。

应用领域由于ARM7具有低功耗、高效能和高性价比等特点，因此广泛应用于各种嵌入式系统和移动设备。

下面是一些主要的应用领域：嵌入式系统ARM7在嵌入式系统中得到了广泛的应用，例如工业控制、智能家居、汽车电子等领域。

Chap3ARM7体系结构

Chap3 ARM7体系结构1. 引言ARM7是一种32位的精简指令集计算机〔RISC〕体系结构。

它由ARM公司开发，并在许多嵌入式系统中广泛应用。

本文将介绍ARM7体系结构的根本原理和关键特征。

2. ARM7体系结构概述ARM7体系结构是一种经典的三级流水线结构，它包括指令获取、指令解码和执行三个关键阶段。

下面将详细介绍每个阶段的功能。

2.1. 指令获取阶段在指令获取阶段，ARM7从程序存储器中获取指令并将其送入指令缓存。

ARM7采用哈佛结构，即指令和数据存储器分开独立访问。

指令获取阶段还包括对指令的对齐和译码操作，以确保指令的正确执行。

2.2. 指令解码阶段在指令解码阶段，ARM7对从指令缓存中获取的指令进行解码，并将解码后的指令发送到执行阶段。

指令解码的目标是将指令转换为控制信号，以控制ARM7处理器的各个功能单元。

2.3. 执行阶段在执行阶段，ARM7根据解码后的指令执行相关操作。

ARM7的执行阶段是高度灵巧的，它可以执行多种类型的指令，包括数据操作、算术逻辑操作、控制转移和访存操作等。

3. ARM7体系结构的特点ARM7体系结构具有以下几个关键特点：3.1. 强大的性能ARM7体系结构采用了流水线技术和多发射技术，在单个时钟周期内可以执行多条指令。

这使得ARM7能够实现较高的性能和较低的延迟。

3.2. 灵巧的指令集ARM7的指令集非常灵巧，可以满足不同应用场景的需求。

ARM7指令集包括数据处理指令、访存指令、分支指令等多种类型，使得程序员能够编写高效率、简洁的代码。

3.3. 低功耗设计ARM7体系结构采用了低功耗设计，可以在嵌入式系统中实现低能耗运行。

ARM7处理器的核心局部由许多低功耗逻辑单元组成，这些单元可以根据需要自动调整电压和频率，以降低功耗。

4. ARM7体系结构的应用ARM7体系结构在各种嵌入式系统中得到了广泛应用，其中包括智能手机、平板电脑、物联网设备等。

ARM7处理器具有较小的面积和功耗，这使得它非常适合嵌入式系统的需求。

ARM体系结构

ARM体系结构
ARM作为一种微处理器体系结构，具有广泛应用范围、高性价比、低功耗等优势，在晶体管规模以及架构方面有着很大的节省，因而受到了越来越多应用者的青睐。

ARM体系结构包括处理器（Processor）、片外存储器（External Memory）、I/O接口（Input/Output Interface）、外围器件（Peripheral Devices）、软件支持（Software Support）等内容。

从处理器来说，ARM体系结构提供了一系列非常细分的机型，它们有不同的特性和操作速度，可以满足不同的性能需求，而且这些机型一般都有较高的可缩放性，所以在产品设计的过程中可以根据实际要求选择合适的特性和速度。

从片外存储器来说，ARM体系结构支持使用不同类型的存储器，比如SRAM、DRAM、Flash等，可以根据应用性能和耗电量的需求，来选择合适的存储器以满足不同应用场景的需求，而且存储器容量也比较可观，一般可以满足大部分应用场景的要求。

从I/O接口来说，ARM体系结构支持多种接口，如USB、I2C、SPI、UART等，通过这些接口可以与周边的外设进行连接，而这些接口的功耗和速度也比较低。

ARM体系架构解析

ARM体系架构解析
ARM体系架构是由英国ARM公司推出的常见的32位RISC处理器架构，其在移动设备、嵌入式系统和服务器市场上有广泛应用。

其发展历史源远
流长，经过数十年的发展，其功能也在不断扩展，ARM体系架构已经成为
一种标准处理器架构。

ARM体系架构主要由四大部分组成，分别是内核、外设、中断和指令集。

其中，内核是ARM体系架构的核心，负责处理计算机的所有功能，包
括控制、数据存储和算法处理等。

外设又称外围设备，是处理器与外部世
界的桥梁，可以操控外部设备，比如键盘、显示器、磁盘和网络等。

中断
则是处理器如何处理外部设备发出的信号，其中有多重中断，监听外部设
备的信号，基于不同的中断模式，让处理器运行起来。

指令集是ARM体系
架构的核心，指令集是一组程序指令，它们描述了处理器如何处理和操作
数据，ARM有自己的专有指令集，被广泛应用到移动设备和嵌入式系统中。

ARM体系架构的另一个重要组成部分就是嵌入式软件，由于ARM的低
功耗、低成本和安全性，使得ARM广泛应用于很多嵌入式系统，而这些嵌
入式系统也需要嵌入式软件的支持，嵌入式软件具有低功耗、低功耗和嵌
入式系统的高稳定性等优点，此外。

ARM体系结构及常用接口简介解析

•
进入ARM状态：
执行BX指令，并设置操作数寄存器的状态（位[0]）为0。 – 进入异常时，将PC放入异常模式链接寄存器中，从异常向量地址开始执行也可进入ARM状态
–
ARM微处理器：处理器工作状态
• Thumb-2 :增加了混合模式能力 – 定义了一个新的32-bit指令集能在传统的 16-bit指令运行的Thumb状态下同时运行。 – 这样能在一个系统中更好地平衡ARM和 Thumb代码的能力，使系统能更好地利用ARM级别的性能和Thumb代码的密度的优势
ARM异常处理
异常向量表（Exception Vectors）
地址 0x0000,0000 0x0000,0004 0x0000,0008 0x0000,000C 0x0000,0010 0x0000,0014 0x0000,0018 0x0000,001C 复位未定义指令软件中断中止（预取指令）中止（数据）保留 IRQ FIQ 异常进入模式管理模式未定义模式管理模式中止模式中止模式保留 IRQ FIQ
13
ARM920T系统结构分析
ARM7TDMI
Instruction Fetch ThumbARM decompress ARM decode Reg Select
Reg Read
Shift
ALU
Reg
Write
FETCH
DECODE
EXECUTE
ARM9TDMI
Instruction Fetch ARM or Thumb Inst Decode Reg Reg Decode Read Shift + ALU Memory Access Reg Write
3

arm内核全解析_arm内核体系结构分类介绍

arm内核全解析_arm内核体系结构分类介绍ARM处理器是英国Acor n有限公司设计的低功耗成本的第一款RISC微处理器。

全称为Ad vanced RISC Machine。

ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%，却能保留32位系统的所有优势。

ARM内核特点ARM处理器为RISC芯片，其简单的结构使ARM内核非常小，这使得器件的功耗也非常低。

它具有经典RISC的特点：* 大的、统一的寄存器文件；* 简单的寻址模式；* 统一和固定长度的指令域，3地址指令格式，简化了指令的译码。

编译开销大，尽可能优化，采用三地址指令格式、较多寄存器和对称的指令格式便于生成优化代码；* 单周期操作，ARM指令系统中的指令只需要执行简单的和基本的操作，因此其执行过程在一个机器周期内完成；* 固定的32位长度指令，指令格式固定为32位长度，这样使指令译码结构简单，效率提高；* 采用指令流水线技术。

ARM内核体系结构ARM架构自诞生至今，已经发生了很大的演变，至今已定义了7种不同的版本：V1版架构：该架构只在原型机ARM1出现过，其基本性能包括基本的数据处理指令（无乘法）、字节、半字和字的Load/Store指令、转移指令，包括子程序调用及链接指令、软件中断指令、寻址空间64MB。

V2版架构：该版架构对V1版进行了扩展，如ARM2与ARM3（V2a版）架构，增加的功能包括乘法和乘加指令、支持协处理器操作指令、快速中断模式、SWP/SWPB的最基本存储器与寄存器交换指令、寻址空间64MB。

V3版架构：该版对ARM体系结构作了较大的改动，把寻址空间增至32位（4G B），增加了当前程序状态寄存器CPSR和程序状态保存寄存器 SPSR以便于异常处理。

增加了中止和未定义2种处理器模式。

ARM6就采用该版结构。

指令集变化包括增加了M RS/MSR指令，以访问新增的CPSR /SPSR寄存器、增加了从异常处理返回的指令功能。

ARM7TDMI简介

ARM7TDMI内核是ARM核系列中32位通用内核中的一个产品，它采用三级流水线结构，指令的执行分成取指、译值和执行3个阶段。

运算器能够实现32位整数运算。

内核不但能够执行32位高效ARM指令，同时还支持简洁的16位Thumb指令集以提高代码密度。

ARM7TDMI名称的含义为：
ARM7：ARM系列具有32位运算能力的内核，它采用冯·诺依曼结构，数据长度可以是8位，16位和32位，而指令长度是32位。

T：内含16位压缩指令集Thumb，由于32位RISC型处理器的指令代码利用率较低，ARM为了弥补不足，在新型ARM架构（V4T版以上，成熟架构由V3版发展到V6版）定义了16位的Thumb指令集，Thumb指令集比通常的8位和16位CISC/RISC处理器具有更好的代码密度，而芯片面积只增加6%，可使程序存储器更小。

D：支持片内调试，该内核包含用于调试的硬件结构，可使CPU进入调试模块，可以方便地进行断点观察点设置、单步调试和多步调试d）M：采用增强型乘法器。

AARM7TDMI指令集包含2个32位×32位的乘法指令和2个乘法累加MAC指令，该结构使得指令的执行比其他类型的ARM7内核减小了许多机器周期。

I：内含嵌入式ICE（Input Checking Equipment 输入校验设备，输入校正装置）宏单元，ARM架构的处理器芯片都嵌入了Embedded ICE－RT逻辑块，便于通过JTAG接口来仿真调试RAM架构芯片。

ARM体系结构ARM简介

;从Arm形状(xíngzhuàn)切换到 Thumb形状(xíngzhuàn)
LDR R0,=Lable+1
BX
R0
;从Thumb形状(xíngzhuàn)切换到 ARM形状(xíngzhuàn)
LDR R0,=Lable
BX
R0
Lable
ADD
R0,R1,第R二十2一页，共43页。
跳转地址标号(偶数〕
尾执行也可进入ARM外形
BX Rm
第二十二页，共43页。
；从ARM外形(wài xínɡ)转变为 Thumb外形(wài xínɡ)
；从Thumb ARM外形(wài xínɡ) 转变为ARM外形(wài xínɡ)
勇于开始，才能找到成功的路
CODE32 LDR R0,=Label+1 BX R0
第九页，共43页。
ARM体系结构还采用一些特别的技术(jìshù)，在保证高功用的前提下尽量添加芯片的面积，并降低功耗
一切的ARM指令都可以依据前面的执行结武断议能否被执行，从而提高指令的执行效率
可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。可在一条数据处置指令中同时完成逻辑处置和移位功用。在循环处置中运用地址的自动增减来提高运转效率
ARM Thumb
PC
PC
Fetch
从存储器中读取指令(zhǐlìng)
PC - 4 PC-2
PC - 8
PC - 4
Decode
Execute
解码(jiěmǎ)指令
寄存器读〔从寄存器Bank〕移位及ALU操作寄存器写〔到寄存器Bank 〕
PC指向正被取指的指令(zhǐlìng)，而非正在执行的指令(zhǐlìng)

ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案,精品资料

第1章嵌入式系统概述(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。

答：键盘、鼠标、扫描仪。

(2)什么叫嵌入式系统？答：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

(3)什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？答：嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

分为3类：1.注重尺寸、能耗和价格； 2.关注性能；3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。

(4)什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？答：嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。

原因： 1.提高了系统的可靠性； 2.提高了开发效率，缩短了开发周期。

3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。

第2章ARM7体系结构1.基础知识(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？答：T：高密度16位Thumb指令集扩展；D：支持片上调试；M：64位乘法指令；I：Embedded ICE硬件仿真功能模块。

(2)ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？答：3级；冯・诺依曼结构。

(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？答：ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上；ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。

(4)分别列举ARM的处理器模式和状态？答：ARM的处理器模式：用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式；ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。

(5)PC和LR分别使用哪个寄存器？答：PC:R15；LR:R14。

(6)R13寄存器的通用功能是什么？答：堆栈指针SP。

(7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？答：位31~28：N、Z、C、V，条件代码标志位；27~8：保留位；7~0：I、F、T、M4~0，控制标志位。

(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。

答：当控制位I置位时，IRQ中断被禁止，否则允许IRQ中断使能；当控制位F 置位时，FIQ中断被禁止，否则允许FIQ中断使能。

ARM体系结构

Extensions: Jazelle (5TEJ)
SIMD Instructions Multi-processing v6 Memory architecture Unaligned data support
Extensions: Thumb-2 (6T2) TrustZone® (6Z) Multicore (6K) Thumb only (6-M)
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Embedded Processors
Chengdu University of Information Technology
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Which architecture is your processor?
Chengdu University of Information Technology
---ARM V4
Chengdu University of Information Technology
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•ARMV4是目前支持的最老的架构,是基于32-bit地址空间的32-bit指令集。ARMv4除了支持ARMv3的指令外还扩展了：
支持halfword的存取支持byte和halfword的符号扩展读支持Thumb指令提供Thumb和Normal状态的转换指令进一步的明确了会引起Undefined异常的指令对以前的26bits体系结构的CPU不再兼容
4. 如果3中描述的功能不存在，则在该功能标识符前加x
ARM处理器命名（Classic命名）
Chengdu University of Information Technology
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采用上述的架构，形成一系列的处理器。有时候还要区
分处理器核和处理器系列。不过，在这里其实不用区分太细，