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ARM处理器概述
     革新科技  来源:革新科技 日期:2011/5/17 8:24:10 阅读:2403 次
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  arm处理器有7个处理器模式(x86有3个),用户模式、管理模式、未定义模式、中止模式、特权模式、irq模式,fiq模式。

  本文主要介绍ARM7系列处理器。,不是相关专业可能有很多人不知道arm是什么,我现在简要介绍一下各种处理器分类,目前我们的处理器阵营中分为CISC和RISC两大系列,CISC是复杂指令集处理器,这种处理器每条指令可以执行比较多的复杂操作,而且指令长度不定,我知道的有X86处理器是CISC处理器,目前intel和amd出的处理器主要都是x86处理器,intel的x86从8086开始到80186,283,386,486,Pemtium,pentium pro,pentium 2,pentium 3,pentium 4,扣肉2,四核志强等,还有赛扬,pentium M,pentium D等很多变种,有些提供高的性价比,有的专用于移动领域或低功耗领域。Amd的x86有毒龙,速龙,酷龙等。从8086到386是一次飞跃,实现了保护模式和虚86模式,以此为基础才有后来的Window3.1,386到Pentium是一次飞跃,硬件上从硬连逻辑转换到微指令实现,pentium 到扣肉又是一次较大的飞跃,从一个处理器核到两个,为多任务提供了充分的支持。RISC处理器种类比较多,指令长度固定,执行周期固定,从微控制器、mips、arm、alpha、powerpc、sun sparc等。微控制器子类又很多,目前很多较小的嵌入式控制场合都用得是微控制器,比如sim卡,一卡通,电子表等,有单片机、pic、lpc等。mips是mips公司研究出的一套体系结构,目前龙芯,聚芯都是基于mips,个人认为10年内会销声匿迹。alpha不了解,很少用到。powerpc是ibm,hp等公司合力出的一套,挺复杂,结构严谨,但推广不好,sparc只在sun得到大力支持。arm是目前应用最广泛的一套指令系统,支持多任务,只要是超出单片机能力、x86又太浪费的场合大部分都用arm。90%的智能手机都是arm处理器。

  用户模式和管理模式:共用r0-r14个通用寄存器,pc寄存器,共用一个cpsr。

  未定义模式、中止模式、特权模式、irq模式:共享用户模式和管理模式的r0-r12,各自专用的r13-r14,注意和用户模式的r13-r14不同,pc寄存器,各自专用的cpsr和spsr。

  fiq模式:共享用户模式和管理模式的r0-r7,专用的r8-r14,pc寄存器,各自专用的cpsr和spsr。

  注意pc寄存器是所有模式共享一个。

  编程时如果c和汇编共存要遵守atpcs标准,简单的说这个标准要求函数调用时r0-r3传递参数,如果参数多于四个通过堆栈传递,从右往左压参。如果有返回值用r0表示。

  用户模式相当于x86中的第三特权级,用于执行普通任务,不可以执行特权操作,不能切换模式等,

  未定义模式用于执行一条未定义指令时触发,可通过软件模拟执行,用于模拟浮点或dsp等.

  中止模式用于取指出错或访存出错,内在原因可能是需要调页,或访问了非法区域.

  特权模式在reset后自动进入,通过swi软指令中断也可进入.

  irq用于普通中断处理,速度慢,进irq后默认关普通中断,但开fiq.fiq用于快速中断处理,有专用的r8-r14寄存器,一般不需要保存现场,进fiq后所有中断标记都关掉.

  除用户模式外其他模式都有特权,可以为所欲为.

  r13默认用来作为堆栈寄存器,r14用于保存返回地址.

  用户模式和管理模式只有cpsr,没有spsr。cpsr是当前状态寄存器,内含算数运行标记位,irq和fiq标记,模式位,保留位。spsr是cpsr的备份。

  arm处理器支持arm指令集和thumb指令集,arm指令集是32位,thumb指令集是16位,具有arm指令集的子集功能,实现同样的功能用thumb指令集所需空间较小,但执行时间有可能变长。arm代码向thumb代码跳转通过BX指令完成。BX指令通过判断数据项的最后一位来确定是否转入thumb或arm模式,跳转后会设置cpsr中的模式位。

  这里我不打算描述arm或thumb指令集,因为那需要太大的篇幅,但arm和x86相比有一些很大的特殊之处就是它的堆栈可以向上或向下增长,而且存数与累加谁在先都可,这样就有四种堆栈方式;另外每条arm指令都带有执行条件,像溢出,进位等,只有在满足特定条件下指令才会得到执行;当然arm指令集不存在像x86指令集那样的向下兼容性,386支持16位实模式,兼容8086,但32位arm却没法识别16位arm指令集。


 
 
   
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