第2章ARMTHUMB微处理器结构及指令系统.pptx

第2章ARM/THUMB微处理器结构

及指令系统

本章简要介绍了ARM/THUMB微处理器的

一些基本概念、应用领域及特点，以引导读者进入ARM/THUMB的殿堂。

本章主要内容有：

ARM/THUMB

ARM/THUMBARM/THUMB

及相关技术简介

微处理器系列

微处理器的结构

ARM/THUMB指令系统

2.1ARM微处理器概述

ARM(AdvancedRISCMachines),既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器，即我们通常所说的ARM

微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、

通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市

场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，它本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可，由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。

目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，从而使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。

2.1.1ARM处理器系列

下面所列的是ARM微处理器的几个系列，以及其他厂商基于ARM体系结构的处理器，这些处理器除了具有ARM体系结构的共同特点以外，每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。

ARM7系列ARM9系列

◆ARM9E系列ARMIOE系列

◆SecurCore系列◆Intel的Xscale

Intel的StrongARM

1.ARM7微处理器系列

ARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器，最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下点:

具有嵌入式ICE(In-CircuitEmulator)—RT逻辑，调试开发方便。

极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。

能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。

对操作系统的支持广泛，包括WindowsCE、Linux、

PalmOS等。

指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARMIOE系列兼容，便于产品升级换代。

主频最高可达130MIPS,高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。

ARM的JTAG调试接口

1。ARM的JTAG调试结构

一个典型的ARM基于JTAG调试结构如图所示。

Debug主控(Hast)通常是运行有ARM公司或者第三方提供的调式软件的PC,通常用的调试软件有ARMDebugforWindow(ADW),Linux下的arm-elf-gdb等。通过这些调试软件，可以发送高级的ARM指令，比如：设置鳞点，读写存储器，单步跟踪，全速运行等。

协设转换器(Pratrecalceverter)负责转换Debug主控端发出的高级ARM调式命令为底层的和ARM内核通信的

JTAG命令。Debug主控端和协议转换器之间的介质可以有很多种，比如：以太网，USB,RS-232,并口等。主控端和协议转换器之间的通信协议最典型的就是ARM公司提供的

Angle标准，也可以是第三方厂家自己定义的标准。

关于Angle的协议，请参考ARMSDT和ADS,ajj公司的OpenICE32,EPI公司的Jeeni等。

协说转换器(Frutrueafeunverfer)负责转

换Debug主控端发出的高级ARM调式命令为底层的和ARM内核通信的JTAG命令。

Debug主控端和协议转换器之间的个质可以有很多种，比如：以太网，USB,RS-232,

并口等。主控端和协议转换器之间的通信协议最典型的就是ARM公司提供的Angle标准，也可以是第三方厂家自己定义的标准。

关于Angle的协议，请参考ARMSDT和ADS,ajj公司的Ope