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Arm9
閱讀�16045時間�2011-01-07 16:04:13

  ARM9系列處理�是英國ARM公司�(shè)計的主流嵌入式處理器,主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系�。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

  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 支持實時操作系統(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)先選取使用頻的簡單指令,避免�(fù)雜指�

  1、RISC體系�(jié)�(gòu)�(yīng)具有如下特點�

 ?�?采用固定長度的指令格�,指令歸整、簡�、基本尋址方式�2�3��

 ?�?使用單周期指令,便于流水線操作執(zhí)��

 ?�?大量使用寄存器,�(shù)�(jù)處理指令只對寄存器�(jìn)行操�,只有加�/ 存儲指令可以訪問存儲�,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)行,從而提高指令的�(zhí)行效��

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

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

  � 在循�(huán)處理中使用地址的自動增減來提高運行效率�

  2、ARM微處理器的寄存器�(jié)�(gòu)

  ARM處理器共�37個寄存器,被分為若干個組(BANK�,這些寄存器包括:

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

 ?�?6個狀�(tài)寄存器,用以�(biāo)識CPU的工作狀�(tài)及程序的運行狀�(tài),均�32�,目前只使用了其中的一部分�

  同時,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�(yīng)。即在任意一種處理器模式下,可訪問的寄存器包�15個通用寄存器(R0~R14)、一至二個狀�(tài)寄存器和程序計數(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個物理寄存器,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�。其 �,ARM指令�32位的長度,Thumb指令�16位長�。Thumb指令集為ARM指令集的功能子集,但與等價的ARM代碼相比�,可節(jié)�30� �40%以上的存儲空間,同時具�32位代碼的所有優(yōu)點�

啟動過程

  1、Bootloader的啟動:其一般要實現(xiàn)的功能如下:

  (1)初始化CPU速度、存儲器、存儲器配置寄存器以及串口等�

  (2)激活指令/�(shù)�(jù)Cache、建立堆棧指�、建立啟動參�(shù)區(qū)、構(gòu)造參�(shù)�(jié)�(gòu)和標(biāo)識列��

  (3)通過上電自檢,來識別存在哪些�(shè)�,并報告異常,提供對電源管理中休眠/恢復(fù)的支��

  (4)跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核起始處,系�(tǒng)啟動�

運行模式

  ARM微處理器支持7種運行模式:

  ――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�、數(shù)�(jù)中止、IRQ(外部中斷請求)、FIQ(快速中斷請求)�

  對中斷的響應(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時能從正確的位置� 新開始執(zhí)�。若異常是從ARM狀�(tài)�(jìn)�,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)行,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)計的�

  IRQ屬于正常的中斷請��

  ABORT意味著對存儲器的訪問失敗

維庫電子�,電子知識,一查百��

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