1、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)第第2章章 ARM Cortex-M0+處理器處理器Advanced RISC Machines第第2章章 ARM Cortex-M0+處理器處理器2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述ARM全球合作伙伴全球合作伙伴 2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述通用處理器系列，每個(gè)系通用處理器系列，每個(gè)系列提供一套相對(duì)獨(dú)特的性列提供一套相對(duì)獨(dú)特的性能來(lái)滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的能來(lái)滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。需求。 專門(mén)為安全要專門(mén)為安全要求較高的應(yīng)用求較高的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。而設(shè)計(jì)。u內(nèi)核類型：內(nèi)核類型：ARM7TDMI ARM7T

2、DMI-S ARM720T ARM7EJ ARM7EJ-S后綴含義：后綴含義：T：支持：支持Thumb指令集指令集D：支持片上調(diào)試（：支持片上調(diào)試（Debug）M：內(nèi)嵌硬件乘法器（：內(nèi)嵌硬件乘法器（Multiplier）I： 嵌入式嵌入式ICE，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn)試點(diǎn)S：可綜合軟核（：可綜合軟核（Synthesizable）E：支持增強(qiáng)：支持增強(qiáng)DSP指令指令J：支持：支持Jazelle技術(shù)技術(shù)u典型芯片：典型芯片：ATMEL: AT91M40800/55800A Samsung: S3C44B0/4510B ST: STR710 x 2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)

3、用概述u內(nèi)核類型：內(nèi)核類型：ARM920T ARM922T ARM940Tu典型芯片：典型芯片：ATMEL: AT91RM9200（ARM920T） Samsung: S3C2410（ARM920T） TI: OMAP5910（ARM925 + C55x） DaVinci（ARM926EJ-S + C64x）2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用

4、概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述1、高性能、低功耗、低價(jià)格、高性能、低功耗、低價(jià)格 ARM針對(duì)嵌入式應(yīng)用，在滿足性能要求的前提下，力求最針對(duì)嵌入式應(yīng)用，在滿足性能要求的前提下，力求最低的功率消耗，在性能低的功率消耗，在性能/功耗比功耗比(MIPS/W)方面，方面，ARM處理器具處理器具有業(yè)界領(lǐng)先的性能。基于有業(yè)界領(lǐng)先的性能。基于ARM核的芯片價(jià)格也

5、很低，目前核的芯片價(jià)格也很低，目前ARMCortexM的芯片價(jià)格可低至的芯片價(jià)格可低至10元人民幣左右。元人民幣左右。2、豐富的可選擇芯片、豐富的可選擇芯片 目前，基于目前，基于ARM核的各種處理器型號(hào)有好幾百種。由于核的各種處理器型號(hào)有好幾百種。由于ARM核采用向上兼容的指令系統(tǒng)，用戶開(kāi)發(fā)的軟件可以非常方核采用向上兼容的指令系統(tǒng)，用戶開(kāi)發(fā)的軟件可以非常方便地移植到更高的便地移植到更高的ARM平臺(tái)。平臺(tái)。3、廣泛的第三方支持、廣泛的第三方支持 現(xiàn)在許多產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，不是一個(gè)簡(jiǎn)單的處理器加幾百條指現(xiàn)在許多產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，不是一個(gè)簡(jiǎn)單的處理器加幾百條指令、語(yǔ)句就可以解決的。要用到令、語(yǔ)句就可以解決的。要

6、用到32位處理器，一般都要有編譯位處理器，一般都要有編譯器、高效的開(kāi)發(fā)工具、操作系統(tǒng)、協(xié)議棧等，這些東西都不是器、高效的開(kāi)發(fā)工具、操作系統(tǒng)、協(xié)議棧等，這些東西都不是一個(gè)芯片生產(chǎn)商可以解決的，而需要許多第三方的支持。一個(gè)芯片生產(chǎn)商可以解決的，而需要許多第三方的支持。2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述4、完整的產(chǎn)品線和發(fā)展規(guī)劃、完整的產(chǎn)品線和發(fā)展規(guī)劃1）ARM核根據(jù)不同應(yīng)用需求對(duì)處理器的性能要求，有一核根據(jù)不同應(yīng)用需求對(duì)處理器的性能要求，有一個(gè)從個(gè)從ARM7、ARM9到到ARM10、ARM11，以及新定義的，以及新定義的Cortex A/R/M系列完整的產(chǎn)品線：系列完整的產(chǎn)品線：l A系

7、列系列：面向高性能、低功耗應(yīng)用系統(tǒng)面向高性能、低功耗應(yīng)用系統(tǒng)，如智能手機(jī)；，如智能手機(jī)；l R系列系列：強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，：強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，主要用于實(shí)時(shí)控制主要用于實(shí)時(shí)控制，如汽車(chē)引擎；，如汽車(chē)引擎；l M系列系列：是必須：是必須考慮不同的成本、功耗和性能的各類可考慮不同的成本、功耗和性能的各類可兼容、易于使用的嵌入式設(shè)備兼容、易于使用的嵌入式設(shè)備的理想解決方案。的理想解決方案。2）選用）選用ARM處理器進(jìn)行開(kāi)發(fā)，技術(shù)積累性較強(qiáng)、生命周處理器進(jìn)行開(kāi)發(fā)，技術(shù)積累性較強(qiáng)、生命周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)重用度高，不易被淘汰。期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)重用度高，不易被淘汰。2.1 ARM 處理器應(yīng)用概述處理器應(yīng)用概述第第2章章 ARM Co

8、rtex-M0+處理器處理器2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)支持：支持：1 1）“位帶位帶”（bit-band）操作操作2 2）小端和大小端和大端配置端配置二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像p“位帶位帶”操作操作： 是將是將RAM和外設(shè)中的每一個(gè)和外設(shè)中的每一個(gè)bit映射映射到一個(gè)獨(dú)立的地址，對(duì)這個(gè)地址的到一個(gè)獨(dú)立的地址，對(duì)這個(gè)地址的32位讀寫(xiě)操作實(shí)現(xiàn)對(duì)位讀寫(xiě)操作

9、實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)一個(gè)bit的操作。的操作。相當(dāng)于是為位帶區(qū)的每一位都起了一相當(dāng)于是為位帶區(qū)的每一位都起了一個(gè)別名，通過(guò)對(duì)指定別名的訪問(wèn)來(lái)代替對(duì)指定位的訪問(wèn)。個(gè)別名，通過(guò)對(duì)指定別名的訪問(wèn)來(lái)代替對(duì)指定位的訪問(wèn)。p 位帶區(qū)位帶區(qū)：是指支持位帶操作的地址范圍是指支持位帶操作的地址范圍。這個(gè)區(qū)中。這個(gè)區(qū)中的地址在的地址在“位帶別名區(qū)位帶別名區(qū)”有自己的位帶別名，位帶別名有自己的位帶別名，位帶別名區(qū)把每個(gè)區(qū)把每個(gè)bit膨脹成一個(gè)膨脹成一個(gè)32位的字。位的字。p 位帶別名區(qū)位帶別名區(qū)：對(duì)別名地址的訪問(wèn)最終會(huì)作用到位帶對(duì)別名地址的訪問(wèn)最終會(huì)作用到位帶區(qū)對(duì)應(yīng)位（注意：這里有一個(gè)地址映射的過(guò)程。）區(qū)對(duì)應(yīng)位（注意：這里有

10、一個(gè)地址映射的過(guò)程。）二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像1、“位帶位帶”操作操作u設(shè)設(shè)SRAM位帶區(qū)的范圍：位帶區(qū)的范圍： 0 x200000000 x200FFFFF0 x200000000 x200FFFFFu對(duì)于對(duì)于SRAM位帶區(qū)的某個(gè)比特，記它所在字節(jié)位帶區(qū)的某個(gè)比特，記它所在字節(jié)地址為地址為A，位序號(hào)為，位序號(hào)為n（00n77），則該比特），則該比特在位帶別名區(qū)的地址為：在位帶別名區(qū)的地址為： 0 x22000000+(A-0 x20000000)*8+n)*4其中：其中： “ “4 4”表示一個(gè)字為表示一個(gè)字為4 4個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)； “ “8 8”表示一個(gè)字節(jié)有表示一個(gè)字節(jié)有8 8個(gè)比特。

11、個(gè)比特。1、“位帶位帶”操作操作u小端配置小端配置：字的低字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，高：字的低字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，高字節(jié)存儲(chǔ)在高地址中。字節(jié)存儲(chǔ)在高地址中。u大端配置大端配置：字的低字節(jié)存儲(chǔ)在高地址中，高：字的低字節(jié)存儲(chǔ)在高地址中，高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中。字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中。KL25KL25芯片被配置為小端模式芯片被配置為小端模式二、存儲(chǔ)器映像二、存儲(chǔ)器映像2、小端配置和大端配置、小端配置和大端配置2、小端配置和大端配置、小端配置和大端配置2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器

12、簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介2.2 ARM Cortex-M0+處理器簡(jiǎn)介處理器簡(jiǎn)介M0+ User Guide.pdf ( P38-40 ) 第第2章章 ARM Cortex-M0+處理器處理器其共有其共有57條基條基本指令，本指令，依據(jù)不依據(jù)不同的尋同的尋址方式址方式形成形成68條具

13、體條具體指令指令第第2章章 ARM Cortex-M0+處理器處理器2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)取數(shù)指令取數(shù)指令2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理

14、器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)2.3 ARM Cortex-M0+處理器的指令系統(tǒng)處理器的指令系統(tǒng)第第2章章 ARM Cortex-M0+處理器處理器2.4 Cortex-M0+匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法2.4 Cortex-M0+匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法2.4 Cortex-M0+匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法2.4 Cortex-M0+匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法2.4 Cortex-M0+匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法2.4 Cor