第2章 ARM7体系结构
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第1章嵌入式系统概述(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。
答:键盘、鼠标、扫描仪。
(2)什么叫嵌入式系统?答:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
(3)什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?答: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。
分为3类:1.注重尺寸、能耗和价格;2.关注性能;3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。
(4)什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?答:嵌入式操作系统是操作系统的一种类型,是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。
原因:1.提高了系统的可靠性;2.提高了开发效率,缩短了开发周期。
3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。
第2章 ARM7体系结构1.基础知识(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么?答:T:高密度16位Thumb指令集扩展;D:支持片上调试;M:64位乘法指令;I:Embedded ICE硬件仿真功能模块。
(2)ARM7TDMI采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?答:3级;冯·诺依曼结构。
(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别?答:ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上;ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。
(4)分别列举ARM的处理器模式和状态?答:ARM的处理器模式:用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式;ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。
(5)PC和LR分别使用哪个寄存器?答:PC:R15;LR:R14。
(6)R13寄存器的通用功能是什么?答:堆栈指针SP。
(7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态?答:位31~28:N、Z、C、V,条件代码标志位;27~8:保留位;7~0:I、F、T、M4~0,控制标志位。
(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。
答:当控制位I置位时,IRQ中断被禁止,否则允许IRQ中断使能;当控制位F置位时,FIQ 中断被禁止,否则允许FIQ中断使能。
Chap3 ARM7体系结构1. 引言ARM7是一种32位的精简指令集计算机〔RISC〕体系结构。
它由ARM公司开发,并在许多嵌入式系统中广泛应用。
本文将介绍ARM7体系结构的根本原理和关键特征。
2. ARM7体系结构概述ARM7体系结构是一种经典的三级流水线结构,它包括指令获取、指令解码和执行三个关键阶段。
下面将详细介绍每个阶段的功能。
2.1. 指令获取阶段在指令获取阶段,ARM7从程序存储器中获取指令并将其送入指令缓存。
ARM7采用哈佛结构,即指令和数据存储器分开独立访问。
指令获取阶段还包括对指令的对齐和译码操作,以确保指令的正确执行。
2.2. 指令解码阶段在指令解码阶段,ARM7对从指令缓存中获取的指令进行解码,并将解码后的指令发送到执行阶段。
指令解码的目标是将指令转换为控制信号,以控制ARM7处理器的各个功能单元。
2.3. 执行阶段在执行阶段,ARM7根据解码后的指令执行相关操作。
ARM7的执行阶段是高度灵巧的,它可以执行多种类型的指令,包括数据操作、算术逻辑操作、控制转移和访存操作等。
3. ARM7体系结构的特点ARM7体系结构具有以下几个关键特点:3.1. 强大的性能ARM7体系结构采用了流水线技术和多发射技术,在单个时钟周期内可以执行多条指令。
这使得ARM7能够实现较高的性能和较低的延迟。
3.2. 灵巧的指令集ARM7的指令集非常灵巧,可以满足不同应用场景的需求。
ARM7指令集包括数据处理指令、访存指令、分支指令等多种类型,使得程序员能够编写高效率、简洁的代码。
3.3. 低功耗设计ARM7体系结构采用了低功耗设计,可以在嵌入式系统中实现低能耗运行。
ARM7处理器的核心局部由许多低功耗逻辑单元组成,这些单元可以根据需要自动调整电压和频率,以降低功耗。
4. ARM7体系结构的应用ARM7体系结构在各种嵌入式系统中得到了广泛应用,其中包括智能手机、平板电脑、物联网设备等。
ARM7处理器具有较小的面积和功耗,这使得它非常适合嵌入式系统的需求。