1、微迪培訓中心第四十二期n對對ARM處理器相關產品有整體上的了解處理器相關產品有整體上的了解n了解選擇了解選擇ARM處理器的選擇依據處理器的選擇依據n了解了解ARM處理器的編程模型處理器的編程模型n了解了解ARM處理器的指令系統處理器的指令系統微迪培訓中心第四十二期微迪培訓中心第四十二期ARM公司簡介lARM(Advanced RISC machines)公司是全球領先的16/32位微處理器知識產權設計供應商。1990年正式成立。lARM 公司作為32位處理器內核的提供者，擁有100多家半導體合作伙伴。微迪培訓中心第四十二期ARM公司簡介l它不介入芯片的生產銷售，只向各大半導體制造商出售知識產權

2、。l現在設計、生產ARM芯片的國際大公司已經超過50多家。l目前已經占有75%以上的32位RISC嵌入式產品市場。在低功耗、低成本的嵌入式應用領域確立了市場領導地位。lARM公司的網址 微迪培訓中心第四十二期微迪培訓中心第四十二期ARM簡介nARM是一個CPU核。ARM公司自己并不生產或銷售芯片，它采用技術授權模式，通過出售芯片技術授權，收取授權費與技術轉讓費n這種商業模式導致ARM公司專注于arm core 技術的設計。n價格合理，過去沒有32位cpu研發能力的半導體公司進入這一行列。微迪培訓中心第四十二期ARM簡介nARM首先在移動計算領域獲得盛譽，目前基于ARM的SOC芯片在手持產品，多

3、媒體消費產品，中底端網絡設備廣泛應用。nARM體系性價比高，功耗低，獲得了眾多知名芯片廠家的支持和授權。n如 m，Conexant，CirrusLogic,SONY，LSI, LinkUp.微迪培訓中心第四十二期供應商供應商芯片芯片1芯片芯片2芯片芯片3芯片芯片4主要應用主要應用IntelSA-110SA-1100SA-1110IXP1200P a l m P C , NetworkTITMS320DSC21TMS320DSC24TMS320DSC25OMAP1510Digital CameraSamsungS3C44B0XS3C2410S3C4510S5N8946ADSL,PDAMotoro

4、laDragonball MX1 BT,PDAPhilipsSAA7750VWS22100VCS94250VWS26001M P 3 , G S M ,3G,BTCirrus LogicEP7209EP7212EP7312EP9312GP,MP3ATMELAT91R40XXXAT75C310AT76C901AT76C502GP, Wireless主要ARM芯片供應商及其代表性產品和主要應用領域微迪培訓中心第四十二期ARM簡介nARM功能強大，完善的開發工具支持，因此越來越受到國內工程師的歡迎。n目前國內流行的ARM處理器應用主要基于ARM7TDMI內核。n -s3c4510 /44b0n-at

5、9140800微迪培訓中心第四十二期嵌入式產品處理器目8bit單片機主要問題是：外圍擴充代碼/數據空間困難。mips值低，無法快速實現協議處理功能，外接ethernet/上tcp/ip協議困難，無法完成視頻音頻處理微迪培訓中心第四十二期其他嵌入式處理器介紹nX86系列nMotolora系列nMIPS系列nSH/HP-RISC等系列微迪培訓中心第四十二期X86系列nCPU性能價格比良好n開發簡單，軟件兼容性好。n軟件資源豐富n開發平臺簡單n目前有大量工控104板，CPCI板可使用,方便二次開發。微迪培訓中心第四十二期X86系列cpuIntel公司nintel嵌入式x86系列：186series，

6、386ex，486dx.I960nAMD嵌入式x86系列:186/188em/es/cc.Elan520.nNS系列:Geode GX, GXLV,GXMn微迪培訓中心第四十二期Motorola系列處理器nMotorola系列處理器n68k/DragonballnCpu32nColdfirenPPC8xxnPPC82xx微迪培訓中心第四十二期Motorola系列處理器n開發工具完備，技術支持力量強大n高端通信市場主要芯片供應商n抗干擾，軍品指標n產品線完備微迪培訓中心第四十二期其他系列內核SH3 core:HP-RISC core:MIPS core:有多款機頂盒/視頻SOC產品使用ST7.

7、微迪培訓中心第四十二期ARM系列處理器nARM系列內核的優勢n低價格n低功耗n高處理能力。n另外具有Thumb,DSP,jazeller功能擴展n支持廠家多，資源重用性好。微迪培訓中心第四十二期ARM系列處理器n主流ARM內核：nARM7 /TDMI 720TnARM9/ARM9EnARM10nSecurcore nStrongARM/Xscale微迪培訓中心第四十二期ARM系列處理器nATMEL公司arm系列nAT91系列n 目標替代單片機，單純CPU核。nAT75/76系列：n內 置 a r m 7 / D S P 雙 內 核 ， 有Arm+2DSP/ARM+DSP+MAC,兩種配置，加上

8、PHY就可實現voip終端 微迪培訓中心第四十二期ARM系列處理器nCirrus logic公司n機頂盒/mp3/IA等專用SOC，有數模混合和視頻/音頻處理優勢。 nEP7211nEP7212 nEP7209 nEP9312 微迪培訓中心第四十二期ARM系列處理器nNetScillon公司nARM+NET系列芯片，關注設備上網（嵌入式internet）解決方案。nSamsung:nArm系列SOC芯片，4510/44b0/2410集成度高，關注網絡/移動存儲/mp3/pda應用。nMotolora :n龍珠MX1，使用了arm9內核.微迪培訓中心第四十二期微迪培訓中心第四十二期第一、ARM微

9、處理器內核的選擇n用戶如果希望使用WinCE或標準Linux等操作系統以減少軟件開發時間，就需要選擇ARM720T以上帶有MMU（Memory Management Unit）功能的ARM芯片，ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM都帶有MMU功能。nARM7TDMI（ S3C4510B ）則沒有MMU，不支持Windows CE和標準Linux，但目前有uCLinux等不需要MMU支持的操作系統可運行于ARM7TDMI硬件平臺之上。nuCLinux已經成功移植到多種不帶MMU的微處理器平臺上，并在穩定性和其他方面都有上佳表現。微迪培訓中心第四十二

10、期第二、系統的工作頻率n系統的工作頻率在很大程度上決定了ARM微處理器的處理能力。nA R M 7 系 列 微 處 理 器 的 典 型 處 理 速 度 為0.9MIPS/MHz，常見的ARM7芯片系統主時鐘為20MHz-133MHznA R M 9 系 列 微 處 理 器 的 典 型 處 理 速 度 為1.1MIPS/MHz，常見的ARM9的系統主時鐘頻率為100MHz-233MHz，nARM10最高可以達到700MHz。微迪培訓中心第四十二期第三、片內外圍電路的選擇 n除ARM微處理器核以外，幾乎所有的ARM芯片均根據各自不同的應用領域，擴展了相關功能模塊，并集成在芯片之中，稱之為片內外圍電

11、路n例如：USB接口、IIS接口、LCD控制器、鍵盤接口、RTC、ADC和DAC、DSP協處理器等n目的：設計者應分析系統的需求，盡可能采用片內外圍電路完成所需的功能，這樣既可簡化系統的設計，同時提高系統的可靠性。 微迪培訓中心第四十二期第四、芯片內存儲器的容量 n大多數的ARM微處理器片內存儲器的容量都不太大，需要用戶在設計系統時外擴存儲器n但也有部分芯片具有相對較大的片內存儲空間，n如ATMEL的AT91F40162就具有高達2MB的片內程序存儲空間n用戶在設計時可考慮選用這種類型，以簡化系統的設計。微迪培訓中心第四十二期微迪培訓中心第四十二期nRISC 體系結構：n指令數少n尋址方式少n

12、指令定長n單指令周期n多級流水線n寄存器完成運算，存儲器只有加載和存儲指令。微迪培訓中心第四十二期nARM/THUMB模式nTHUMB (inside 32bit,code s 16bit)-增加代碼密度減少成本nARM7TDMI （參下頁） nARM7TDMI處理器可以在ARM/THUMB兩種指令模式下工作和切換微迪培訓中心第四十二期ARM7TDMIn在ARM的內核終有四個功能模塊，可以供生產廠商根據不同的要求來配置生產，這四個模塊分別是：T、D、M、I。n TTHUMB。該內核可以支持16位壓縮指令集擴充到32位的指令n DDebug.該內核放置了用于調試的結構，通常為一個邊界掃描鏈（JT

13、AG），可以使CPU進入調試模式，從而方便的進行斷點設置。n M Multiplier內嵌硬件8位乘法器n IICE（In-Circuit-Emulation ）。用于實現斷點觀測及變量觀測的邏輯電路部分，其中TAP控制器可接入到邊界掃描鏈微迪培訓中心第四十二期n內核7種工作模式：n用戶態/FIQ/IRQ/管理態/中止態/系統態/未定義態。n用戶態無法改變模式，除非異常發生(SWI)n 1）用戶態無法訪問某些受限資源，如修改CPSR的控制位。n2）除用戶模式以外，其余的所有6種模式稱之為非用戶模式，或特權模式（Privileged Modes）；n3）其中除去用戶模式和系統模式以外的5種又稱為

14、異常模式（Exception Modes），常用于處理中斷或異常，以及需要訪問受保護的系統資源等情況。微迪培訓中心第四十二期ARM微處理器共有37個32位寄存器，其中31個為通用寄存器，6個為狀態寄存器。 R0R12 :通用寄存器R8_FIQ -R12_FIQ：允許快速中斷處理R13用于各工作態的堆棧寄存器R14用來保護程序調用的現場PC指針R15:pcCPSR:狀態寄存器SPSR:用于保存CPSR的狀態微迪培訓中心第四十二期nSP-R13nLR-R14nPC R15nR8-R15 訪問受限微迪培訓中心第四十二期n區別：正在執行的程序發生暫時的停止是異常；它的當前狀態沒有保存。n復位：矢量表

15、0 x00000000n IRQ 中斷irq引腳產生，比Fiq優先級低。進入Fiq時，會屏蔽irqnFIQ 矢量放在矢量表的最后，另外有自己的臨時寄存器，提升中斷響應0 x0000001cn優先級：最高為復位，最低是SWI.微迪培訓中心第四十二期n異常發生：將下一條當前要執行的指令地址存入LR中，復制CPSRSPSR.獲得中斷矢量并執行。n異常處理函數返回：nLR處理-PCnSPSR CPSRn清除中斷禁止位標志。微迪培訓中心第四十二期nARM體系同時支持大尾端/小尾端n小位端：11223344 -44，33，22，11。n大尾端：11223344 -11，22，33，44。n32根地址線n3

16、2根數據線n內部cachenI/O采用內存映射的方式實現微迪培訓中心第四十二期微迪培訓中心第四十二期n寄存器尋址：ADDR0，R1，R2 ；R0R1R2 n立即尋址：ADDR0，R0，1 ；R0R01n ADD R0，R0，0 x3f；R0R00 x3fn ADDR0，R0，&3f；R0R00 x3fn寄存器移位尋址： ADD R0,R1,R2,LSL #3n寄存器間接尋址： LDR R0,R1n STR R0,R1微迪培訓中心第四十二期n基址尋址：nLDR R0，R1，4 ；R0R14nLDR R0，R1，4！；R0R14、R1R14nLDR R0，R1 ，4 ；R0R1、R1R14

17、nLDR R0，R1，R2；R0R1R2nn微迪培訓中心第四十二期n多寄存器尋址：nLDMIA R0,R1,R2,R3n塊拷貝尋址：nSTMFD R13!,R2-R9 /PUSHnLDMIA R0!,R2-R9nSTMIA R1,R2-R9nLDMFD R13!,R2-R9 /POP微迪培訓中心第四十二期n相對尋址：nBL SUBRnMOV PC,R14微迪培訓中心第四十二期n條件執行: n 所有的ARM指令可包含一個可選的條件碼，只有在滿足指定的條件時，帶條件碼的指令才能執行。n如果要指令的結果更新條件標志，需要在指令后面加S.n一些指令eg:CMP,CMN,TST,TEQ不需要加s微迪培訓

18、中心第四十二期nEQ:/NE 等于/不等于nCS/HS: CC/LO 大于或等于/小于n MI:PL 負/正或零n VS:VC 溢出/不溢出n HI:LS 大于/小于或等于nGE:LT 大于或等于/小于 -帶符號n GT:LE 大于/小于或等于 -帶符號微迪培訓中心第四十二期nARM處理器軟件開發環境 n SDTn ADSn GNUn嵌入式的c開發環境：n交叉編譯/啟動代碼n定標器n遠端調試n微迪培訓中心第四十二期nGnu與GDBnARM與嵌入式Linux微迪培訓中心第四十二期nADS使用了codewarrior外殼n使用更直觀方便,調試器進行了改進。nSDT界面演示nAPM建立一個新項目n編

19、譯/連接等選項配置說明nADW+Jtag調試器演示微迪培訓中心第四十二期nARM系列內置支持JTAG調試nJTAG調試演示n斷點/RAM/ROM斷點n察看內存n察看寄存器n微迪培訓中心第四十二期n全仿真器n 使用硬件仿真芯片和仿真內存，連接困難，價格昂貴。nRom monitor：n 燒入Flash的一段小程序，可通過串/并/ethernet口調試微迪培訓中心第四十二期nBDMn背景調試模式，由motorola提出，把相應調試微碼放入處理器，使用高速串口進行訪問。（rom monitor的進一步擴展）nJTAGn 邊界掃描協議，是IEEE規范，目前是主流。使外界可以訪問ASIC內部寄存器的技術