汇编及嵌入式C语言——课件.pptx

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1、1.1.微机原理学得如何？觉得难吗？微机原理学得如何？觉得难吗？微机原理学得如何？觉得难吗？微机原理学得如何？觉得难吗？2.2.C C C C语言和汇编语言有什么区别呢？语言和汇编语言有什么区别呢？语言和汇编语言有什么区别呢？语言和汇编语言有什么区别呢？3.3.以前听说过以前听说过以前听说过以前听说过ARMARM没有没有没有没有？4.4.对这门课有什么期待？对这门课有什么期待？对这门课有什么期待？对这门课有什么期待？5.5.你对我的教学有什么希望？你对我的教学有什么希望？你对我的教学有什么希望？你对我的教学有什么希望？畅所畅所欲言欲言C C语言程序设计语言程序设计语言程序设计语言程序设计、微计

2、算机原微计算机原微计算机原微计算机原理及接口电路理及接口电路理及接口电路理及接口电路、操作系统内核分操作系统内核分操作系统内核分操作系统内核分析析析析前导课程前导课程前导课程前导课程嵌入式系统驱动嵌入式系统驱动嵌入式系统驱动嵌入式系统驱动、嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统嵌入式系统开发开发开发开发后续课程后续课程后续课程后续课程出勤率：出勤率：出勤率：出勤率：10%10%课堂练习：课堂练习：课堂练习：课堂练习：30%30%作业：作业：作业：作业：10%10%期末考试：期末考试：期末考试：期末考试：50%50%成成成成绩绩绩绩构构构构成成成成 课程教材：课程教材：课程教材：课程教材：ARMARMA

3、RMARM处理器处理器处理器处理器与与与与C C C C语言开发语言开发语言开发语言开发应用应用应用应用范书瑞范书瑞范书瑞范书瑞 北航出版社北航出版社北航出版社北航出版社教材教材参考教材：参考教材：参考教材：参考教材：ARMARM体系结体系结体系结体系结构与编程构与编程构与编程构与编程 杜春雷杜春雷杜春雷杜春雷 清华大清华大清华大清华大学出版社学出版社学出版社学出版社这门课到底在学习什么？这门课到底在学习什么？这门课到底在学习什么？这门课到底在学习什么？课程目标：课程目标：课程目标：课程目标：通过学习，掌握嵌入式系统的基本结构、通过学习，掌握嵌入式系统的基本结构、通过学习，掌握嵌入式系统的基本

4、结构、通过学习，掌握嵌入式系统的基本结构、ARMARM处理器的应用及软硬件设计。处理器的应用及软硬件设计。处理器的应用及软硬件设计。处理器的应用及软硬件设计。具备设计最小嵌入式系统软硬件的能力。具备设计最小嵌入式系统软硬件的能力。具备设计最小嵌入式系统软硬件的能力。具备设计最小嵌入式系统软硬件的能力。1学习是很艰苦学习是很艰苦学习是很艰苦学习是很艰苦的，心态请保的，心态请保的，心态请保的，心态请保持乐观，永远持乐观，永远持乐观，永远持乐观，永远不要轻易放弃，不要轻易放弃，不要轻易放弃，不要轻易放弃，因为学习是为因为学习是为因为学习是为因为学习是为了生存。了生存。了生存。了生存。2自信很重要：自

5、信很重要：自信很重要：自信很重要：1.1.你一定有比你一定有比你一定有比你一定有比别人强的地别人强的地别人强的地别人强的地方；方；方；方；2.2.如果怀疑了，如果怀疑了，如果怀疑了，如果怀疑了，请参看第一请参看第一请参看第一请参看第一条。条。条。条。3不要迷信老师，不要迷信老师，不要迷信老师，不要迷信老师，不犯错的老师不犯错的老师不犯错的老师不犯错的老师只是个传说。只是个传说。只是个传说。只是个传说。勇敢说出你的勇敢说出你的勇敢说出你的勇敢说出你的见解，我会为见解，我会为见解，我会为见解，我会为你鼓掌。你鼓掌。你鼓掌。你鼓掌。三点共享三点共享课程内容（课程内容（6464学时）安排学时）安排第一

6、章第一章第一章第一章 ARMARMARMARM微处理器概述微处理器概述微处理器概述微处理器概述嵌入式系统的概念、组成以及与通用计算机嵌入式系统的概念、组成以及与通用计算机嵌入式系统的概念、组成以及与通用计算机嵌入式系统的概念、组成以及与通用计算机的区别；的区别；的区别；的区别；嵌入式微处理器的概念、特点、架构和分类；嵌入式微处理器的概念、特点、架构和分类；嵌入式微处理器的概念、特点、架构和分类；嵌入式微处理器的概念、特点、架构和分类；ARMARMARMARM微处理器的应用领域、特点、体系结构、微处理器的应用领域、特点、体系结构、微处理器的应用领域、特点、体系结构、微处理器的应用领域、特点、体系

7、结构、系列产品以及在选择系列产品以及在选择系列产品以及在选择系列产品以及在选择ARMARMARMARM微处理器时应该考虑微处理器时应该考虑微处理器时应该考虑微处理器时应该考虑的因素。的因素。的因素。的因素。第二章第二章第二章第二章 ARMARMARMARM编程模型和指令集介绍编程模型和指令集介绍编程模型和指令集介绍编程模型和指令集介绍ARMARMARMARM微处理器的编程模式，包括编程模型、指微处理器的编程模式，包括编程模型、指微处理器的编程模式，包括编程模型、指微处理器的编程模式，包括编程模型、指令格式、以及指令寻址方式；令格式、以及指令寻址方式；令格式、以及指令寻址方式；令格式、以及指令寻

8、址方式；ARMARMARMARM指令集介绍，这部分是汇编程序的基础。指令集介绍，这部分是汇编程序的基础。指令集介绍，这部分是汇编程序的基础。指令集介绍，这部分是汇编程序的基础。第三章第三章第三章第三章 ARMARMARMARM程序设计基础程序设计基础程序设计基础程序设计基础ARMARMARMARM伪指令；伪指令；伪指令；伪指令；汇编语言程序设计；汇编语言程序设计；汇编语言程序设计；汇编语言程序设计；C C C C语言和汇编语言混合程序设计；语言和汇编语言混合程序设计；语言和汇编语言混合程序设计；语言和汇编语言混合程序设计；编译器的使用，包括编译器的使用，包括编译器的使用，包括编译器的使用，包括

9、ARMARMARMARM编译器关键词、编译器关键词、编译器关键词、编译器关键词、ARMARMARMARM编译器支持的数据类型；编译器支持的数据类型；编译器支持的数据类型；编译器支持的数据类型；程序设计示例。程序设计示例。程序设计示例。程序设计示例。第四章第四章第四章第四章 S3C2410AS3C2410AS3C2410AS3C2410A处理器硬件结构处理器硬件结构处理器硬件结构处理器硬件结构S3C2410AS3C2410AS3C2410AS3C2410A硬件部分概述；硬件部分概述；硬件部分概述；硬件部分概述；S3C2410A S3C2410A S3C2410A S3C2410A 特殊功能寄存器

10、；特殊功能寄存器；特殊功能寄存器；特殊功能寄存器；最小应用系统设计，包括电源、晶振和复位最小应用系统设计，包括电源、晶振和复位最小应用系统设计，包括电源、晶振和复位最小应用系统设计，包括电源、晶振和复位电路；电路；电路；电路；JTAGJTAGJTAGJTAG调试接口设计。调试接口设计。调试接口设计。调试接口设计。第五章第五章第五章第五章 存储系统设计存储系统设计存储系统设计存储系统设计存储器控制器介绍；存储器控制器介绍；存储器控制器介绍；存储器控制器介绍；地址线接口设计；地址线接口设计；地址线接口设计；地址线接口设计；Nor FlashNor FlashNor FlashNor Flash与与

11、与与Nand FlashNand FlashNand FlashNand Flash接口设计；接口设计；接口设计；接口设计；SDRAMSDRAMSDRAMSDRAM接口设计。接口设计。接口设计。接口设计。第六章第六章第六章第六章 时钟和定时器时钟和定时器时钟和定时器时钟和定时器时钟和功耗管理；时钟和功耗管理；时钟和功耗管理；时钟和功耗管理；PWMPWMPWMPWM定时器设计；定时器设计；定时器设计；定时器设计；实时时钟（实时时钟（实时时钟（实时时钟（RTCRTCRTCRTC）设计；）设计；）设计；）设计；看门狗设计。看门狗设计。看门狗设计。看门狗设计。第七章第七章第七章第七章 通用端口和中断设

12、计通用端口和中断设计通用端口和中断设计通用端口和中断设计I/OI/OI/OI/O端口设计；端口设计；端口设计；端口设计；中断控制设计。中断控制设计。中断控制设计。中断控制设计。第八章第八章第八章第八章 串行接口设计串行接口设计串行接口设计串行接口设计UARTUARTUARTUART接口设计；接口设计；接口设计；接口设计；I2CI2CI2CI2C总线接口设计；总线接口设计；总线接口设计；总线接口设计；SPISPISPISPI接口设计。接口设计。接口设计。接口设计。第一章第一章 ARMARM微处理器概述微处理器概述预备知识：预备知识：预备知识：预备知识：1.1.1.1.嵌入式系统定义嵌入式系统定义

13、嵌入式系统定义嵌入式系统定义 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。用计算机系统。用计算机系统。用计算机系统。2.2.2.2.嵌入式系统的组成嵌入式系统的组成嵌

14、入式系统的组成嵌入式系统的组成 嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成。嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成。嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成。嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成。硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用的输入输出设备；软件包括初始化代码及驱动、的输入输出设备；软件包括初始化代码及驱动、的输入输出设备；软件包括初始化代码及驱动、的输入输出设备；软件包括初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机嵌入式操

15、作系统和应用程序等，这些软件有机嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。硬件：硬件：硬件：硬件：MPU微处理器微处理器电源电源模块模块时钟时钟复位复位FlashRAMROMUSBLCDKeyboard外围电路外围电路Other外设外设 软件：软件：软件：软件：处理器处理器存储器存储器输入输入输出输出操作系统操作系统应用程序应用程序软件软件结构结构硬件硬件结构结构3.3.3.3.嵌入式系统与通用计算机的异同嵌入式系统与通用计算机的异同嵌入

16、式系统与通用计算机的异同嵌入式系统与通用计算机的异同 相同：相同：相同：相同：都具有一个微处理器芯片、随机存储器都具有一个微处理器芯片、随机存储器都具有一个微处理器芯片、随机存储器都具有一个微处理器芯片、随机存储器（RAMRAMRAMRAM）、非易失性存储器和输入输出设备。）、非易失性存储器和输入输出设备。）、非易失性存储器和输入输出设备。）、非易失性存储器和输入输出设备。区别：区别：区别：区别：系统配置不同。如通用计算机一般配置较大容系统配置不同。如通用计算机一般配置较大容系统配置不同。如通用计算机一般配置较大容系统配置不同。如通用计算机一般配置较大容量的量的量的量的RAMRAMRAMRAM

17、，而某些嵌入式系统配置的内存只有，而某些嵌入式系统配置的内存只有，而某些嵌入式系统配置的内存只有，而某些嵌入式系统配置的内存只有几百个存储单元；几百个存储单元；几百个存储单元；几百个存储单元；通用计算机是一个通用的计算平台，而嵌入式通用计算机是一个通用的计算平台，而嵌入式通用计算机是一个通用的计算平台，而嵌入式通用计算机是一个通用的计算平台，而嵌入式系统一般是用于特定任务的专用系统，其硬系统一般是用于特定任务的专用系统，其硬系统一般是用于特定任务的专用系统，其硬系统一般是用于特定任务的专用系统，其硬件和软件都必须高效率的设计，量体裁衣，件和软件都必须高效率的设计，量体裁衣，件和软件都必须高效率

18、的设计，量体裁衣，件和软件都必须高效率的设计，量体裁衣，去除冗余；去除冗余；去除冗余；去除冗余；通用计算机是面向计算和处理的，而嵌入式系通用计算机是面向计算和处理的，而嵌入式系通用计算机是面向计算和处理的，而嵌入式系通用计算机是面向计算和处理的，而嵌入式系统一般是面向控制的；统一般是面向控制的；统一般是面向控制的；统一般是面向控制的；区别：区别：区别：区别：嵌入式系统需要专用的开发工具；嵌入式系统需要专用的开发工具；嵌入式系统需要专用的开发工具；嵌入式系统需要专用的开发工具；嵌入式系统大都有成本和功耗的要求；嵌入式系统大都有成本和功耗的要求；嵌入式系统大都有成本和功耗的要求；嵌入式系统大都有成

19、本和功耗的要求；嵌入式系统软件故障带来的后果比嵌入式系统软件故障带来的后果比嵌入式系统软件故障带来的后果比嵌入式系统软件故障带来的后果比PCPC机大得机大得机大得机大得多。多。多。多。3.3.3.3.嵌入式微处理器概述嵌入式微处理器概述嵌入式微处理器概述嵌入式微处理器概述 嵌入式处理器是整个嵌入式系统的核心部嵌入式处理器是整个嵌入式系统的核心部嵌入式处理器是整个嵌入式系统的核心部嵌入式处理器是整个嵌入式系统的核心部件，与通用计算机系统的件，与通用计算机系统的件，与通用计算机系统的件，与通用计算机系统的CPUCPUCPUCPU相比，它特别强相比，它特别强相比，它特别强相比，它特别强调面向具体应用

20、调面向具体应用调面向具体应用调面向具体应用“量身定做量身定做量身定做量身定做”，不同的应用，不同的应用，不同的应用，不同的应用领域往往需要不同结构和性能指标的处理器领域往往需要不同结构和性能指标的处理器领域往往需要不同结构和性能指标的处理器领域往往需要不同结构和性能指标的处理器产品，同时它还具有品种多、体积小、成本产品，同时它还具有品种多、体积小、成本产品，同时它还具有品种多、体积小、成本产品，同时它还具有品种多、体积小、成本低、集成度高的特点。低、集成度高的特点。低、集成度高的特点。低、集成度高的特点。嵌入式处理器通常由三大部分组成：控制嵌入式处理器通常由三大部分组成：控制嵌入式处理器通常由

21、三大部分组成：控制嵌入式处理器通常由三大部分组成：控制单元、算术逻辑单元和寄存器。单元、算术逻辑单元和寄存器。单元、算术逻辑单元和寄存器。单元、算术逻辑单元和寄存器。控制单元：主要负责取指、译码和取操作数等基本动控制单元：主要负责取指、译码和取操作数等基本动控制单元：主要负责取指、译码和取操作数等基本动控制单元：主要负责取指、译码和取操作数等基本动作，并发送主要的控制指令，控制单元中包括两个重作，并发送主要的控制指令，控制单元中包括两个重作，并发送主要的控制指令，控制单元中包括两个重作，并发送主要的控制指令，控制单元中包括两个重要的寄存器，即程序计数器（要的寄存器，即程序计数器（要的寄存器，即

22、程序计数器（要的寄存器，即程序计数器（PCPCPCPC）和指令寄存器）和指令寄存器）和指令寄存器）和指令寄存器（IRIRIRIR），），），），PCPCPCPC用于记录下一条程序指令在内存中的位置，用于记录下一条程序指令在内存中的位置，用于记录下一条程序指令在内存中的位置，用于记录下一条程序指令在内存中的位置，以便控制单元能到正确的内存位置取指，以便控制单元能到正确的内存位置取指，以便控制单元能到正确的内存位置取指，以便控制单元能到正确的内存位置取指，IRIRIRIR负责存放负责存放负责存放负责存放控制单元所取的指令，通过译码产生必要的控制信号控制单元所取的指令，通过译码产生必要的控制信号控制

23、单元所取的指令，通过译码产生必要的控制信号控制单元所取的指令，通过译码产生必要的控制信号送到算术逻辑单元进行相关的数据处理工作；送到算术逻辑单元进行相关的数据处理工作；送到算术逻辑单元进行相关的数据处理工作；送到算术逻辑单元进行相关的数据处理工作；算术逻辑单元：算术逻辑单元分为两个部分，一部分算术逻辑单元：算术逻辑单元分为两个部分，一部分算术逻辑单元：算术逻辑单元分为两个部分，一部分算术逻辑单元：算术逻辑单元分为两个部分，一部分是算术运算单元，主要处理数值型的数据，进行数学是算术运算单元，主要处理数值型的数据，进行数学是算术运算单元，主要处理数值型的数据，进行数学是算术运算单元，主要处理数值型

24、的数据，进行数学运算，另一部分是逻辑运算单元，主要处理逻辑运算运算，另一部分是逻辑运算单元，主要处理逻辑运算运算，另一部分是逻辑运算单元，主要处理逻辑运算运算，另一部分是逻辑运算单元，主要处理逻辑运算工作；工作；工作；工作；寄存器：用于存储暂时性的数据，主要是从存储器中寄存器：用于存储暂时性的数据，主要是从存储器中寄存器：用于存储暂时性的数据，主要是从存储器中寄存器：用于存储暂时性的数据，主要是从存储器中得到的数据和算术逻辑单元中处理好的数据。得到的数据和算术逻辑单元中处理好的数据。得到的数据和算术逻辑单元中处理好的数据。得到的数据和算术逻辑单元中处理好的数据。4.4.4.4.嵌入式微处理器的

25、特点嵌入式微处理器的特点嵌入式微处理器的特点嵌入式微处理器的特点 功耗低：尤其是用于便携式的无线及移动的功耗低：尤其是用于便携式的无线及移动的功耗低：尤其是用于便携式的无线及移动的功耗低：尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此；更是如此；更是如此；更是如此；集成丰富的外围设备接口：不仅满足了系统集成丰富的外围设备接口：不仅满足了系统集成丰富的外围设备接口：不仅满足了系统集成丰富的外围设备接口：不仅满足了系统的功能要求，还可以大大提高产品的集成度

26、，的功能要求，还可以大大提高产品的集成度，的功能要求，还可以大大提高产品的集成度，的功能要求，还可以大大提高产品的集成度，从而达到缩小面积从而达到缩小面积从而达到缩小面积从而达到缩小面积/体积、提高可靠性的目的；体积、提高可靠性的目的；体积、提高可靠性的目的；体积、提高可靠性的目的；对实时多任务有很强的支持能力：能完成多对实时多任务有很强的支持能力：能完成多对实时多任务有很强的支持能力：能完成多对实时多任务有很强的支持能力：能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内任务并且有较短的中断响应时间，从而使内任务并且有较短的中断响应时间，从而使内任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实

27、时内核的执行时间减少到最低部的代码和实时内核的执行时间减少到最低部的代码和实时内核的执行时间减少到最低部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度限度限度限度。5.CISC5.CISC5.CISC5.CISC和和和和RISCRISCRISCRISC架构架构架构架构 传统的传统的传统的传统的CISCCISCCISCCISC（Complex Instruction Set Complex Instruction Set Complex Instruction Set Complex Instruction Set ComputerComputerComputerComputer）结构有其固有的缺点，

28、即是随着计）结构有其固有的缺点，即是随着计）结构有其固有的缺点，即是随着计）结构有其固有的缺点，即是随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，为支持这些新增的指令，计算机的架构会越来为支持这些新增的指令，计算机的架构会越来为支持这些新增的指令，计算机的架构会越来为支持这些新增的指令，计算机的架构会越来越复杂。然而，在越复杂。然而，在越复杂。然而，在越复杂。然而，在CISCCISCCISCCISC指令集的各种指令中，指令集的各种指令中，指令集的各种指令中，指令集的各

29、种指令中，其使用频率却相差悬殊，大约有其使用频率却相差悬殊，大约有其使用频率却相差悬殊，大约有其使用频率却相差悬殊，大约有20%20%20%20%的指令会的指令会的指令会的指令会被反复使用，占整个程序代码的被反复使用，占整个程序代码的被反复使用，占整个程序代码的被反复使用，占整个程序代码的80%80%80%80%，而剩下，而剩下，而剩下，而剩下的不常使用的的不常使用的的不常使用的的不常使用的80%80%80%80%的指令在程序中只占的指令在程序中只占的指令在程序中只占的指令在程序中只占20%20%20%20%，显，显，显，显然，这种结构是不太合理的。然，这种结构是不太合理的。然，这种结构是不太

30、合理的。然，这种结构是不太合理的。1979197919791979年美国加州大学伯克利分校提出了年美国加州大学伯克利分校提出了年美国加州大学伯克利分校提出了年美国加州大学伯克利分校提出了RISCRISCRISCRISC（Reduced Instruction Set ComputerReduced Instruction Set ComputerReduced Instruction Set ComputerReduced Instruction Set Computer）的概念，把着眼点放在了如何是计算机的结构的概念，把着眼点放在了如何是计算机的结构的概念，把着眼点放在了如何是计算机的结构的

31、概念，把着眼点放在了如何是计算机的结构更加简单合理地提高运算速度上。更加简单合理地提高运算速度上。更加简单合理地提高运算速度上。更加简单合理地提高运算速度上。RISCRISCRISCRISC结构优先选取使用频率最高的简单指令，结构优先选取使用频率最高的简单指令，结构优先选取使用频率最高的简单指令，结构优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和寻址方式种类减少。寻址方式种类减少。寻址方式种类减少。寻址方式种类减少。RISCRISCRISCRISC架

32、构具有如下特点：架构具有如下特点：架构具有如下特点：架构具有如下特点：1.1.1.1.采用固定长度的采用固定长度的采用固定长度的采用固定长度的指令格式，指令规整、简单；指令格式，指令规整、简单；指令格式，指令规整、简单；指令格式，指令规整、简单；2.2.2.2.使用单周期使用单周期使用单周期使用单周期指令，便于操作执行；指令，便于操作执行；指令，便于操作执行；指令，便于操作执行；3.3.3.3.大量使用大量使用大量使用大量使用cachecachecachecache，只，只，只，只有载入有载入有载入有载入/存储指令可以存取存储器，以提高指存储指令可以存取存储器，以提高指存储指令可以存取存储器，

33、以提高指存储指令可以存取存储器，以提高指令的执行效率。令的执行效率。令的执行效率。令的执行效率。1.1 1.1 1.1 1.1 ARMARMARMARM概念概念概念概念ARMARMARMARM（Advanced RISC MachinesAdvanced RISC MachinesAdvanced RISC MachinesAdvanced RISC Machines），既可以认），既可以认），既可以认），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类为是一个公司的名字，也可以认为是对一类为是一个公司的名字，也可以认为是对一类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

34、种技术的微处理器的通称，还可以认为是一种技术的微处理器的通称，还可以认为是一种技术的微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。名字。名字。名字。1990199019901990年年年年ARMARMARMARM公司成立于英国剑桥，是专门从事公司成立于英国剑桥，是专门从事公司成立于英国剑桥，是专门从事公司成立于英国剑桥，是专门从事基于基于基于基于RISCRISCRISCRISC技术的芯片设计开发的公司，作为技术的芯片设计开发的公司，作为技术的芯片设计开发的公司，作为技术的芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，知识产权供应商，知识产权供应商，知识产权供应商，ARMARMARMARM本身不直接从事

35、芯片生本身不直接从事芯片生本身不直接从事芯片生本身不直接从事芯片生产，而是转让设计许可，由合作公司生产各产，而是转让设计许可，由合作公司生产各产，而是转让设计许可，由合作公司生产各产，而是转让设计许可，由合作公司生产各具特色的芯片。具特色的芯片。具特色的芯片。具特色的芯片。ARM7TDMIARM7TDMIARM7TDMIARM7TDMI是是是是ARMARMARMARM公司最成功的微处理器公司最成功的微处理器公司最成功的微处理器公司最成功的微处理器IPIPIPIP之一，之一，之一，之一，至今在蜂窝电话领域已销售了数亿个微处理器。至今在蜂窝电话领域已销售了数亿个微处理器。至今在蜂窝电话领域已销售了

36、数亿个微处理器。至今在蜂窝电话领域已销售了数亿个微处理器。DECDECDECDEC公司获得公司获得公司获得公司获得ARMARMARMARM公司授权设计并生产了公司授权设计并生产了公司授权设计并生产了公司授权设计并生产了StrongARMStrongARMStrongARMStrongARM系列微处理器，这款系列微处理器，这款系列微处理器，这款系列微处理器，这款CPUCPUCPUCPU的主频达到的主频达到的主频达到的主频达到了了了了233MHz233MHz233MHz233MHz，而功率不到，而功率不到，而功率不到，而功率不到1 1 1 1瓦。后来瓦。后来瓦。后来瓦。后来DECDECDECDEC

37、公司公司公司公司StrongARMStrongARMStrongARMStrongARM部门被部门被部门被部门被IntelIntelIntelIntel公司并购，公司并购，公司并购，公司并购，IntelIntelIntelIntel公司公司公司公司用用用用StrongARMStrongARMStrongARMStrongARM取代了他们境况不佳的取代了他们境况不佳的取代了他们境况不佳的取代了他们境况不佳的i860i860i860i860和和和和i960i960i960i960体系，并在此基础上开发了新的体系结构体系，并在此基础上开发了新的体系结构体系，并在此基础上开发了新的体系结构体系，并在此

38、基础上开发了新的体系结构XScaleXScaleXScaleXScale系列。系列。系列。系列。将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片.ARMARMARMARM微处理器的应用领域：微处理器的应用领域：微处理器的应用领域：微处理器的应用领域：1.1.1.1.工业控制领域：作为工业控制领域：作为工业控制领域：作为工业控制领域：作为32323232位位位位的的的的RISCRISCRISCRISC架构，基于架构，基于架构，基于架构，基于ARMARMARMARM核的微控制器芯片不但占据了高核的微控制器芯片不但占据了高核的微控制器芯片不但占据了高核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分

39、市场份额，同时也逐渐向低端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，端微控制器应用领域扩展，端微控制器应用领域扩展，端微控制器应用领域扩展，ARMARMARMARM微控制器的低功耗、高微控制器的低功耗、高微控制器的低功耗、高微控制器的低功耗、高性价比，向传统的性价比，向传统的性价比，向传统的性价比，向传统的8 8 8 8位位位位/16/16/16/16位微控制器提出了挑战；位微控制器提出了挑战；位微控制器提出了挑战；位微控制器提出了挑战；2.2.2.2.无线通讯领域：目前已有超

40、过无线通讯领域：目前已有超过无线通讯领域：目前已有超过无线通讯领域：目前已有超过85%85%85%85%的无线通讯设备采用的无线通讯设备采用的无线通讯设备采用的无线通讯设备采用了了了了ARMARMARMARM技术，技术，技术，技术，ARMARMARMARM以其高性能和低成本，在该领域的地以其高性能和低成本，在该领域的地以其高性能和低成本，在该领域的地以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固；位日益巩固；位日益巩固；位日益巩固；3.3.3.3.网络应用：随着宽带技术的推广，采网络应用：随着宽带技术的推广，采网络应用：随着宽带技术的推广，采网络应用：随着宽带技术的推广，采用用用用ARMARMAR

41、MARM技术的技术的技术的技术的ADSLADSLADSLADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，芯片正逐步获得竞争优势。此外，芯片正逐步获得竞争优势。此外，芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARMARMARMARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对也对也对也对DSPDSPDSPDSP的应用领域提出了挑战；的应用领域提出了挑战；的应用领域提出了挑战；的应用领域提出了挑战；4.4.4.4.消费类电子产品：消费类电子产品：消费类电子产品：消费类电子产品：ARMA

42、RMARMARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用；游戏机中得到广泛采用；游戏机中得到广泛采用；游戏机中得到广泛采用；5.5.5.5.成像和安全产品：现在流成像和安全产品：现在流成像和安全产品：现在流成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用行的数码相机和打印机中绝大部分采用行的数码相机和打印机中绝大部分采用行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARMARMARMARM技术。手机技术。手机技术。手机技术。手机中的中的中的中的

43、32323232位位位位SIMSIMSIMSIM智能卡也采用了智能卡也采用了智能卡也采用了智能卡也采用了ARMARMARMARM技术。技术。技术。技术。ARMARMARMARM微处理器的特点，采用微处理器的特点，采用微处理器的特点，采用微处理器的特点，采用RISCRISCRISCRISC架构的架构的架构的架构的ARMARMARMARM微微微微处理器具有如下特点：处理器具有如下特点：处理器具有如下特点：处理器具有如下特点：-体积小、低功耗、低成本、高性能；体积小、低功耗、低成本、高性能；体积小、低功耗、低成本、高性能；体积小、低功耗、低成本、高性能；-支持支持支持支持ThumbThumbThum

44、bThumb（16161616位）位）位）位）/ARM/ARM/ARM/ARM（32323232位）双指令位）双指令位）双指令位）双指令集，兼容集，兼容集，兼容集，兼容 8 8 8 8位位位位/16/16/16/16位器件；位器件；位器件；位器件；-大量使用寄存器，指令执行速度更快；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大量使用寄存器，指令执行速度更快；-大多数数据操作都在寄存器中完成；大多数数据操作都在寄存器中完成；大多数数据操作都在寄存器中完成；大多数数据操作都在寄存器中完成；-寻址方式灵活简单，执行效率高；寻址方式灵活简单，执行效率高；寻址方式灵活简单，执行

45、效率高；寻址方式灵活简单，执行效率高；-指令长度固定。指令长度固定。指令长度固定。指令长度固定。1.2 ARM1.2 ARM1.2 ARM1.2 ARM体系结构及扩展技术体系结构及扩展技术体系结构及扩展技术体系结构及扩展技术1.2.1 ARM1.2.1 ARM1.2.1 ARM1.2.1 ARM处理器的体系结构处理器的体系结构处理器的体系结构处理器的体系结构迄今为止，迄今为止，迄今为止，迄今为止，ARMARMARMARM公司定义了公司定义了公司定义了公司定义了7 7 7 7种主要的种主要的种主要的种主要的ARM ARM ARM ARM ISAISAISAISA（Instruction Set

46、ArchitectureInstruction Set ArchitectureInstruction Set ArchitectureInstruction Set Architecture），从），从），从），从版本版本版本版本1 1 1 1到版本到版本到版本到版本7 7 7 7，ARMARMARMARM体系的指令集功能不断扩体系的指令集功能不断扩体系的指令集功能不断扩体系的指令集功能不断扩大，大，大，大，ARMARMARMARM处理器系列种的各种处理器，虽然在处理器系列种的各种处理器，虽然在处理器系列种的各种处理器，虽然在处理器系列种的各种处理器，虽然在实现技术、应用场合和性能方面都不相

47、同，实现技术、应用场合和性能方面都不相同，实现技术、应用场合和性能方面都不相同，实现技术、应用场合和性能方面都不相同，但只要支持相同的但只要支持相同的但只要支持相同的但只要支持相同的ARMARMARMARM体系版本，基于他们的体系版本，基于他们的体系版本，基于他们的体系版本，基于他们的应用软件是兼容的。应用软件是兼容的。应用软件是兼容的。应用软件是兼容的。1.3 ARM1.3 ARM1.3 ARM1.3 ARM微处理器系列微处理器系列微处理器系列微处理器系列 版版版版 本本本本处理器处理器处理器处理器 系列系列系列系列特特特特 点点点点ARMv1ARMv1ARMv1ARMv1ARM1ARM1A

48、RM1ARM1该版架构只在原型机该版架构只在原型机该版架构只在原型机该版架构只在原型机ARM1ARM1ARM1ARM1出现过，未出现过，未出现过，未出现过，未用于商业产品。其基本性能如下：用于商业产品。其基本性能如下：用于商业产品。其基本性能如下：用于商业产品。其基本性能如下：基本的数据处理指令（无乘法）基本的数据处理指令（无乘法）基本的数据处理指令（无乘法）基本的数据处理指令（无乘法）26262626位寻址模式位寻址模式位寻址模式位寻址模式ARMv2ARMv2ARMv2ARMv2ARM2ARM2ARM2ARM2ARM3ARM3ARM3ARM3该版架构对该版架构对该版架构对该版架构对ARMv1

49、ARMv1ARMv1ARMv1版进行了扩展，版本版进行了扩展，版本版进行了扩展，版本版进行了扩展，版本ARMv2aARMv2aARMv2aARMv2a是是是是v2v2v2v2版的变种，版的变种，版的变种，版的变种，ARM3ARM3ARM3ARM3芯片采用芯片采用芯片采用芯片采用了了了了ARMv2aARMv2aARMv2aARMv2a。ARMv2ARMv2ARMv2ARMv2版增加了以下功能：版增加了以下功能：版增加了以下功能：版增加了以下功能：32323232位乘法和乘加指令位乘法和乘加指令位乘法和乘加指令位乘法和乘加指令支持支持支持支持32323232位协处理器操作指令位协处理器操作指令位协

50、处理器操作指令位协处理器操作指令快速中断模式快速中断模式快速中断模式快速中断模式版版版版 本本本本处理器处理器处理器处理器 系列系列系列系列特特特特 点点点点ARMv3ARMv3ARMv3ARMv3ARMv3MARMv3MARMv3MARMv3MARM6ARM6ARM6ARM6ARM7DIARM7DIARM7DIARM7DIARM7MARM7MARM7MARM7MARMv3ARMv3ARMv3ARMv3版架构对版架构对版架构对版架构对ARMARMARMARM体系结构作了较大体系结构作了较大体系结构作了较大体系结构作了较大改动：改动：改动：改动：寻址空间增至寻址空间增至寻址空间增至寻址空间增至3