嵌入式-ARM寄存器基本概念.
arm常用的名词解释
arm常用的名词解释ARM（Advanced RISC Machine）是一种常用的计算机架构，被广泛应用于移动设备、嵌入式系统和单片机等领域。
本文将对ARM常用的一些名词进行解释，以帮助读者更好地了解ARM架构。
1. RISC（Reduced Instruction Set Computer）：精简指令集计算机。
相对于复杂指令集计算机（CISC），RISC采用简化指令集，每条指令都非常简单，执行速度快，并且易于设计和优化硬件。
2. 架构：计算机系统的基本设计和组织原则。
ARM架构设计了一套标准的指令集和寄存器组织，以及与之兼容的处理器核心，为ARM生态系统提供了一致的编程接口。
3. 处理器核心（Processor Core）：ARM的核心部分，负责执行指令和进行算术逻辑运算。
常见的ARM处理器核心包括Cortex-A系列（用于应用处理器）、Cortex-M系列（用于嵌入式系统和微控制器）和Cortex-R系列（用于实时应用和嵌入式处理器）。
4. 指令集架构（Instruction Set Architecture）：定义了一套计算机指令的规范和编码方式。
ARM指令集架构包括ARMv8-A、ARMv7-A、ARMv6-M等不同的版本，不同版本支持不同的指令集和功能。
5. 寄存器：位于处理器核心内部的高速存储器，用于存储指令执行过程中需要操作的数据。
ARM体系结构中，常见的寄存器包括通用寄存器、程序计数器、状态寄存器等。
6. 多核处理器（Multi-core Processor）：使用多个处理器核心的处理器。
ARM 架构支持多核处理器的设计，使得多个核心可以同时进行计算任务，提高处理能力和并行性能。
7. SoC（System on a Chip）：一种集成了多个功能组件的芯片，包括处理器核心、内存控制器、I/O接口等。
ARM架构广泛应用于SoC的设计，提供了高度集成的解决方案，节省了系统板块的空间和功耗。
ARM嵌入式系统试题及答案解析
ARM嵌入式系统基础教程-—-—期中开卷专业:软件1002班姓名：王世伟学号:04103060（24）一、嵌入式系统基本概念1、什么是嵌入式系统？有何特点？答:所谓嵌入式，实际上是“嵌入式计算机系统",的简称，它是相对于通用计算机系统而言,注重于发展独立的单芯片技术.嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”。
特点：（1）嵌入式系统是将先进的计算机技术，半导体技术以及电子技术与各行业的具体应用相结合的产物，这一点就决定了他必然是一个技术密集，资金密集，高度分散，不断创新的知识集成系统。
(2)系统内核小(3）专用性强(4）系统精简（5）系统软件要求（6）嵌入式软件开发要走向标准化，需要使用多任务的操作系统.（7）嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力.2、举例在你的身边常见到的嵌入式系统产品，谈一谈你对“嵌入式系统"的初步理解。
答：产品有：洗衣机，空调，手机.嵌入式系统就是内置小计算机系，可以对机器进行智能控制的系统。
3、嵌入式系统的3个基本特点？答：（1)专用性（2）嵌入型（3）计算机系统4、什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为几大类？答：嵌入式处理机是嵌入式的核心，是控制,辅助系统运行的硬件单元。
分类：四大类（1）嵌入式微处理器(2）嵌入式微控制器(3）嵌入式DSP处理器（4）SoC片上系统5、广泛使用的三种类型的操作系统?答：多道批处理操作系统、分时操作系统以及实时操作系统。
6、列举常见的4种嵌入式操作系统？说明你对嵌入式操作系统的基本认识,嵌入式操作系统在嵌入式系统开发中的必要性。
答：嵌入式Linux、Win CE、VxWorks、μC/OS-II没有操作系统的计算机效率十分底下，把操作系统嵌入到计算机中，可以提高系统的可靠性，开发效率，缩短了开发周期。
二、ARM7体系结构1、ARM是什么样的公司？答：它是一家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器.特点是只设计芯片，而不生产。
嵌入式系统-第4章 嵌入式程序设计基础
4.1.1 通用伪指令
表达式可以为程序中的标号或数学表达式，基址寄存器为可 选项，当基址寄存器选项不存在时，表达式的值即为内存 表的首地址，当该选项存在时，内存表的首地址为表达式 的值与基址寄存器的和。 注意MAP和FIELD伪指令仅用于定义数据结构，并不实际 分配存储单元。
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4.1.1 通用伪指令 指令示例： MAP 0x10，R1 ；定义内存表首地址的值为[R1]+0x10。 DATA1 FIELD 4 ；为数据DATA1定义4字节长度 DATA2 FIELD 16 ；为数据DATA2定义16字节长度
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4.1.1 通用伪指令
（2）DCW（或DCWU） DCW= Data Define of Word 语法格式：
标号 DCW（或DCWU）表达式 DCW（或DCWU）伪指令是为分配半字内存单元， 其中，表达式可以为程序标号或数字表达式。 伪指令DCW用于为半字分配一段半字对准的内存单元， 并用指定的数据初始化；伪指令DCWU用于为半字分配一 段可以非半字对准的内存单元，并用指定的数据初始化。
变量名 SETA（SETL或SETS）表达式 SETA、SETL、SETS是变量赋值伪指令，用于给一个已经定义的全 局变量或局部变量赋值。 其中： SETA用于给一个数字变量赋值； SETL用于给一个逻辑变量赋值； SETS用于给一个字符串变量赋值；
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4.1.1 通用伪指令
指令示例：
GBLA EXAMP1 ；先声明一个全局数字变量EXAMP1
4
4.1 伪指令
在ARM的汇编程序中，我们把伪指令分为三部分介绍: 通用伪指令 与ARM指令相关的伪指令 与Thumb指令相关的伪指令
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4.1.1 通用伪指令
周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案
第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。
答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
3、什么叫嵌入式处理器嵌入式处理器分为哪几类嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统为何要使用嵌入式操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。
其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。
再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。
第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段各自的具体任务是什么项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。
识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。
提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。
执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。
结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。
2、为何要进行风险分析嵌入式项目主要有哪些方面的风险在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。
需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险3、何谓系统规范制定系统规范的目的是什么规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。
02-ARM技术概述
2.1 ARM体系结构的发展历史和技术特征
1. ARM发展的历程 2. ARM体系结构的技术特征
1、ARM发展的历程
最近10多年来ARM技术的突出成果表现在：
使用“Thumb”的新型压缩指令格式，使得应用系统开 发可降低系统成本和功耗； ARM9、ARM10、Strong-ARM 和 ARM11 等 系 列 处 理 器的开发，显著地提高了ARM的性能，使得ARM技术 在面向高端数字音、视频处理等多媒体产品的应用中更 加广泛； 更好的软件开发和调试环境，加快用户产品开发； 更为广泛的产业联盟使得基于ARM的嵌入式应用领域 更加广阔； 嵌入在复杂SoC中、基于ARM核的调试系统代表着当 今片上调试技术的前沿。
V4T
V4 V4T V5TE V5TE V6 V7
ARM9E-S
ARM10TDMI，ARM1020E ARM11，ARM1156T2-S，ARM1156T2F-S，ARM1176JZ-S， ARM11JZF-S Cortex A7,Cortex A8,Cortex A9
2、ARM体系结构的演变
1）Thumb指令集（T变种） Thumb指令集是把32位的ARM指令集的一个子集重 新编码后而形成的一个特殊的16位的指令集 2）长乘指令（M变种） 长乘指令是一种生成64位相乘结果的乘法指令（此 指令为ARM指令），M变种增加了两条长乘指令
2.6 ARM寄存器组成
1. 2. 3. ARM寄存器组成概述 ARM状态下的寄存器组织 Thumb状态下的寄存器组织
1、ARM寄存器组成概述
ARM处理器总共有37个寄存器，可以分为以下两类 寄存器 ：31个通用寄存器 R0～R15 R13_svc、R14_svc R13_abt、R14_abt R13_und、R14_und R13_irq、R14_irq R8_fiq ~ R14_fiq 6个状态寄存器 CPSR、SPSR_svc、SPSR_abt、SPSR_und、 SPSR_irq和SPSR_fiq
ARM体系结构——ARM简介
LPC2000系列CPU的核心是ARM7，由于其C语言编译器已经考虑到了许多复杂的因素，所以作为初学者无需成为一个专家就可以使用LPC2000。但是为了能够设计出可靠的应用系统和培养学习新技术的能力，作为初学者确实需要对CPU的运作机制及其独特的性能有更加深入的理解。
在连载的文章中，我们将着眼于ARM7内核，处理器状态与模式，内部寄存器，程序状态寄存器，异常、中断及其向量表和存储系统的学习，这是成为一个应用工程师必备的基础。
ARM1136JF－S就是为了进行快速浮点运算，而在ARM1136J－S增加了向量浮点单元。
9．Xscale
Xscale处理器将Intel处理器技术和ARM体系结构融为一体，致力于为手提式通信和消费电子类设备提供理想的解决方案。并提供全性能、高性价比、低功耗的解决方案，支持16位Thumb指令和集成数字信号处理（DSP）指令。
ARM926EJ－S发布于2000年，ARM9E系列为综合处理器，包括ARM926EJ－S和带有高速缓存处理器宏单元的ARM966E－S、ARM946E－S。该系列强化了数字信号处理（DSP）功能，可应用于需要DSP与微控制器结合使用的情况，将Thumb技术和DSP都扩展到ARM指令集中，并具有EmbeddedICE-RT逻辑（ARM的基于EmbeddedICE JTAG软件调试的增强版本），更好地适应了实时系统的开发需要。同时其内核在ARM9处理器内核的基础上使用了Jazelle增强技术，该技术支持一种新的Java操作状态，允许在硬件中执行Java字节码。
5．ARM7系列
ARM7TDMI是ARM公司1995年推出的第一个处理器内核，是目前用量最多的一个内核。ARM7系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI－S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Jazelle的ARM7EJ－S。该系列处理器提供Thumb 16位压缩指令集和EmbeddedICE JTAG软件调试方式，适合应用于更大规模的SoC设计中。其中ARM720T高速缓存处理宏单元还提供8KB缓存、读缓冲和具有内存管理功能的高性能处理器，支持Linux和Windows CE 等操作系统。
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5章ARM指令集特点寻址方式和指令
标志
C＝1，Z＝0 C＝0，Z＝l
N＝V N!＝V Z=0，N=V Z＝1，N!=V 任何 ARMv3之前
含义
无符号数大于 无符号数小于或等于 有符号数大于或等于 有符号数小于 有符号数大于 有符号数小于或等于 无条件执行(指令默认条件) 该指令从不执行
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
《嵌入式系统基础教程 》第09讲第5章ARM指 令集特点寻址方式和指
令
2023/5/9
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
第5章 ARM指令集和汇编语言程序
l 本章主要介绍以下内容：
l ARM指令集的基本特点 l 与Thumb指令集的区别 l 与x86处理器的区别 l ARM指令格式
l 举例：
l SUB R1，R1，R2 ;R1－R2→R1 l MOV PC，R0 ;PC←R0，程序跳转到指定地址 l LDR R0，[R1]，－R2
;读取R1地址上的存储器单元内容并存入R0， ;且R1＝R1－R2，后索引偏移 l AND R0，R5，R2 ;R2中存放的是第2操作数 ;该数据属于寄存器方式的第2操作数
运算指令能够访问存储器
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
ARM指令集的编码格式
l 参看ARM指令集编码格式PDF文件
2008年6月28日
《嵌入式系统基础教程》第09讲第5 章ARM指令集特点寻址方式和指令
ARM指令集的语法
l 一条典型的ARM指令语法如下所示：
寄存器寻址
l 操作数的值在寄存器中，指令中的地址码字段指 出的是寄存器编号，指令执行时直接取出寄存器 值来操作。寄存器寻址指令举例如下：
第1章 嵌入式系统概述1
1.4.5 ARM10E处理器系列
ARM10E系列处理器采用了新的节能模式， 提供了64位的Load/Store体系，支持包括向量 操作的满足IEEE 754的浮点运算协处理器，系 统集成更加方便，拥有完整的硬件和软件开发 工具。ARM10E系列包括ARM1020E、ARM1022E 和ARM1026EJ-S三种类型。
1．嵌入式系统硬件平台
嵌入式系统硬件平台是整个嵌入式操作系 统和应用程序运行的硬件平台，不同的应用通 常有不同的硬件环境。在嵌入式系统中硬件平 台具有多样性的特点。
（1）嵌入式RISC微处理器 （2）嵌入式CISC微处理器
表1-1
RISC和CISC之间主要的区别
RISC 一个周期执行一条指令，通 过简单指令的组合实现复杂 操作；指令长度固定 流水线每周期前进一步 更多通用寄存器 独立的Load和Store指令完成 数据在寄存器和外部存储器 之间的传输 CISC 指令长度不固定，执行需要多 个周期 指令的执行需要调用微代码的 一个微程序 用于特定目的的专用寄存器 处理器能够直接处理存储器中 的数据
Cortex-M3改进了代码密度，减少了中断 延时并有更低的功耗。Cortex-M3中实现了最 新的Thumb-2指令集。MPCore提供了Cache的 一致性，每个支持1～4个ARM11核，这种设计 为现代消费类产品对性能和功耗的需求进行了 很好的平衡。
1.4.10 各种处理器系列之间的比较
表1-3 ARM系列处理器属性比较
ARM9/9E系列
向量浮点运算（Vector Floating Point）系列
ARM系列
ARM10E系列
包含类型
ARM1020E ARM1022E ARM1026EJ-S
ARM11系列
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嵌入式-ARM寄存器基本概念
嵌入式-ARM寄存器基本概念
类别：嵌入式系统
无论是学习哪一种处理器，首先需要明确的就是这种处理器的寄
存器以及工作模式。
ARM有37个寄存器，其中31个通用寄存器，6个状
态寄存器。
这里尤其要注意区别的是ARM自身寄存器和它的一些外设的寄存器的区别。
ARM自身是统一架构的，也就意味着37个寄存器无论在哪
个公司的芯片里面都会出现。
但是各家公司会对ARM进行外设的扩展，所以就
出现了好多外设寄存器，一定要与这37个寄存器区别开来！！！1、备份寄存器（R8-R14）对于R8-R12来说，除在快速中断模式下，每个模式对
应相同物理寄存器，所以在FIQ模式下可不必保护和恢复中断现场。
对于R13-R14来说，每个寄存器对应6个不同的物理寄存器，其中一个是用户模式
和系统模式共用的。
寄存器R13常用做栈指针SP，除用户和系统模式
外，其他模式在使用时的名字构成为R13_<mode>。
寄存器R14又被称
2、不分组寄存器（R0-R7）不分组也就是说说，在所有的处理器模式下指的都时同一物理寄存器。
在异常中断造成处理器模式切换时，由于不同的处理
器模式使用一个名字相同的物理寄存器，就是使用的同一个寄存器，这样可能
造成寄存器中数据被破坏，所以在进行模式切换时必须加以保护。
为连接寄存器（LR），除用户和系统模式外，其他模式在使用时的名字构成为
R14_<mode>。
有下面两种特殊用途：A、每个处理器模式自己的物理R14中存放在当前子程序的返回地址。
当通过BL或BLX指令调用子程序时，
R14被设置成该子程序的返回地址。
B、当异常中断发生时，该异常模式
下的R14被设置成保存该模式基于PC的返回地址，对于有些异常模式，R14的值有可能与将返回的地址有个常数的偏移量，不同模式偏移量还有所不同（在ARM 的异常处理里有详细介绍）。
3、程序计数器R15 对于用户来说，尽量避免使用STR/STM指令来保存R15的值。
当成功向R15写入一个地址
数值时，程序将跳转到该地址执行。
在ARM状态下指令总是字对齐的，所以PC的PC[1：0]位恒为零，在想PC写入地址时一定要注意将PC[1：0]设为零。
ARM采用的是3级流水线结构，所以PC指向的是当前执行指令的下
两条指令，PC-8为当前指令地址。
4、程序状态寄存器CPSR(当前程序状态寄存器)可以在任何处理器模式下被访问。
同时除了用户和系统模式以外，每中处理器模式下都有一个专用的物理状态寄存器，称为 SPSR（备份程序状态寄存器）。
当特定的异常中断发生时，这个寄存器用于存放当前程序状态
寄存器的内容。
当在用户模式和系统模式中访问SPSR，将会产生不可预知的结果。
CPSR和SPSR的格式相同，如下：0：M0 1：M1 2：M2 3：M3 4：M4 5：T(=1 Thumb执行) 6：F(=1是禁止) 7：
I(=1是禁止) 注意:M0~M4并不是所有的组合都定义了有效的处理模式,如
果错误设置,将会引起无法预料的错误。
27:Q 在ARM V5的E系列处理器中，CPSR的bit[27]称为q标识位，主要用于指示增强的dsp指令是否发生了
溢出。
同样的spsr的bit[27]位也称为q 标识位，用于在异常中断发生时保存和恢复CPSR中的Q标识位。
在ARM V5以前的版本及ARM V5的非E系列的处理器中，Q标识位没有被定义28:V 对于加减运算指令，当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时，V=1表示符号为溢出；通常其他指令不影响V位。
对于其他指令，V统常不发生变化。
29:C 下面分四种情况讨论C的设置方法：在加法指令中（包括比较指令CMN），当结果产生了进位,则C=1,表示无符号运算发生上溢出；其他情况C=0。
在减法指令中（包括减法指令CMP），当运算中发生借位，则C=0，表示无符号运算数发生下溢出；其他情况下C=1。
对于包含移位操作的非加减运算指令，C中包含最后一次移出位的数值。
对于其他非加减运算指令，C位的值通常不受影响。
30:Z z="1表示运算的结果为零"；z=0表示运算的结果不为零。
对于CMP指令，Z=1表示进行比较的两个数大小相等。
31:N 当两个表示的有符号整数运算时，n=1表示运算结果为负数，n=0表示结果为正书或零。
MRS：状态寄存器到通用寄存器的传送指令。
MSR：通用寄存器到状态寄存器的传送指令。