嵌入式课程-第二讲.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ARM存储器结构（7） ARM920T中存在3种类型的地址 VA(vitual address) MVA(modified vitual address) PA(physical address) R13地址重定位的作用 使得经过编译后，具有相同虚拟地址空间的多个进程之间，可以快速进行上下文切换。 具有R13重定位的地址转换过程 ARM存储器结构（8） 地址变换过程 当所请求的虚拟地址不在TLB中时，则引发地址变换过程。 64kB页面大小的地址变换过程 存储器访问 ARM存储器结构（9） ARM存储器管理单元的控制，通过协处理器CP15的寄存器R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、和R10来实现，其中R2为转换表基址寄存器,详细内容参见《ARM Architecture Reference Manual》。 ARM的JTAG调试接口（1） JTAG测试标准是由联合测试行动小组（Joint Test Action Group）提出的一种国际标准，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试 ARM的JTAG调试接口（2） TAP控制器 指令寄存器 器件ID寄存器 旁路寄存器 边界扫描寄存器 ARM的JTAG调试接口（3） Embedded-ICE模块 JTAG调试接口基础上的扩展； 包含2个观察点寄存器以及控制与状态寄存器； 能够中止ARM处理器的运行，完成设置断点、观测点等功能； 包含调试通信端口，使得目标系统的软件可以与主机通信； 其寄存器需要通过JTAG测试端口来编程。 ARM的JTAG调试接口（4） ARM I/O结构（1） ARM处理器通过AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线来扩展I/O。 ARM采用了存储器映像I/O的方式 I/O的寄存器具有读敏感性（read-sensitive） 直接存储器存取DMA 快速中断（Fast Interrupt） ARM I/O结构（2） MC9328MX1 DMA 二、ARM处理器编程模型 ARM 数据类型 字（Word）：在ARM体系结构中，字的长度为32位，而在8位/16位处理器体系结构中，字的长度一般为16位，请注意区分。 半字（Half-Word）：在ARM体系结构中，半字的长度为16位，与8位/16位处理器体系结构中字的长度一致。 字节（Byte）：在ARM体系结构和8位/16位处理器体系结构中，字节的长度均为8位。 ARM 处理器的工作状态 从编程的角度看，ARM处理器有2种工作状态并可自由切换： ARM状态：处理器执行32位的、字对准ARM指令； Thumb状态：处理器执行16位、半字对准的Thumb指令。 2种工作状态的切换 进入Thumb状态 操作数寄存器的状态位（位0）为1时，执行BX指令； 从Thumb状态进入异常，则异常处理完成退出时自动进入Thumb状态。 进入Thumb状态 操作数寄存器的状态位（位0）为0时，执行BX指令； 进入异常处理程序时自动进入ARM状态 。 ARM处理器的运行模式 ARM处理器共支持7种运行模式，分别为： 用户（usr）：ARM处理器正常的程序执行状态； 系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务； 快速中断（fiq）：用于高速数据传输或通道处理； 外部中断（irq）：用于通用的中断处理； 管理（svc）：操作系统使用的保护模式； 中止(abt)：当数据或指令访问中止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护； 未定义(und)：当未定义指令执行时进入该模式，可用于硬件协处理器的软件仿真。 ARM的寄存器组织（1） ARM处理器共有37个32为寄存器，其中31个为通用寄存器，6个状态寄存器。 ARM状态下的寄存器组织 未分组寄存器R0~R7 分组寄存器R8~R14 程序计数器R15（PC） 当前程序状态寄存器 备份的程序状态寄存器 ARM的寄存器组织（2） Thumb状态下的寄存器组织 通用寄存器R0~R7 程序计数器PC 堆栈指针SP 连接寄存器LR CPSP和SPSR ARM处理器的异常（1） 异常是指正常的程序执行流程发生暂时的停止或改变，例如在复位、有中断请求及指令预取中止时； ARM处理器支持7种类型的异常。 复位（RESET)：当处理器的复位电平有效时，产生复位异常，程序跳转到复位异常处理程序处执行。 未定义指令(UDEF)：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。可使用该异常机制进行软件仿真。 软件中断(SWI)：该异