嵌入式系统概述与ARM7体系结构.ppt

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1、嵌入式系统原理及设计陈子为成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17课程安排n课时：32学时（上课）+16学时（实验）n形式：专题讲座专题讲座+讨论讨论+实验实验+项目设计项目设计n内容安排n第第1讲讲 嵌入式系统概述与嵌入式系统概述与ARM7体系结构体系结构n第第2讲讲 指令系统与程序编制指令系统与程序编制n第第3讲讲 存储器映射与重映射存储器映射与重映射n第第4讲讲 系统控制与启动代码系统控制与启动代码n第第5讲讲 异常与中断异常与中断n第第6讲讲 定时器、定时器、PWM与实时时钟与实时时钟n第第7讲讲 UART与与SPIn第第8讲讲 其它外设模块其它外设模块成都信息工程学院3+

2、1创新实验班-2023/5/17n工程项目：n声音播放器n数字时钟要按照完整工程项目要求来做。要提交相关技术文档，并且文档要规范n作业与实验报告：不写作业写博客不写作业写博客成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17教材与参考书目n教材ARM嵌入式系统基础教程（第2版）周立功等编著，北京航空航天大学出版社，2005ARM嵌入式系统实验教程（一）周立功等编著，北京航空航天大学出版社，2004n参考书目深入浅出ARM7LPC2200周立功等编著，广州致远电子有限公司，2006ARM体系结构及其嵌入式处理器任哲等编著，北京航空航天大学出版社，2008，1ARM程序分析与设计王宇行编著，北京

3、航空航天大学出版社，2008，3成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/171L E C T U R E嵌入式系统概述与嵌入式系统概述与ARM7体系结构体系结构陈子为陈子为成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17n现实中的嵌入式系统成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17嵌入式系统无处不在成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17讨论n什么是嵌入式系统、自己身边的嵌入式系统、与单片机、DSP的联系n话题范围不限定，谈谈自己对嵌入式系统的理解成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/171、什么是嵌入式系统：来自IEEE的定义“Embeddedsy

4、stemisdevicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants”.IEEEn上述定义主要从应用上加以定义。可以看出：嵌入式系统是软硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17什么是嵌入式系统：广义上n嵌入式系统是一种应用系统，它至少包含一个可编程的计算机（通常是某种形式的微控制器、微处理器或数字信号处理芯片（DSP）且使用该系统的人一般并未意识到该系统是基于计算机的。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17什么是嵌入式系统：国内的

5、经典定义n嵌入式系统是“以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统”n一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17嵌入式系统的特点n嵌入式系统与通用型计算机系统相比，具有如下特点：n专用性强。n可裁减性。n实时性与可靠性好。n功耗低。成都信息工程学院3+1创新实

6、验班-2023/5/17通用计算机与嵌入式系统对比特征特征通用计算机通用计算机嵌入式系统嵌入式系统形式和类型看得见的计算机。看得见的计算机。n按其体系结构、运算速度和按其体系结构、运算速度和结构规模等因素分为大、中、结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。小型机和微机。看不见的计算机。看不见的计算机。n形式多样，应用领域广形式多样，应用领域广泛，按应用来分。泛，按应用来分。组成通用处理器、标准总线和外通用处理器、标准总线和外设。设。n软件和硬件相对独立。软件和硬件相对独立。面向应用的嵌入式微处面向应用的嵌入式微处理器，总线和外部接口理器，总线和外部接口多集成在处理器内部。多集成在处理器内部。n

7、软件与硬件是紧密集成软件与硬件是紧密集成在一起的。在一起的。开发方式开发平台和运行平台都是通开发平台和运行平台都是通用计算机用计算机采用交叉开发方式，开采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算发平台一般是通用计算机，运行机，运行 平台是嵌入式平台是嵌入式系统。系统。二次开发性应用程序可重新编制应用程序可重新编制一般不能再编程一般不能再编程成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17嵌入式处理器n目前来讲，嵌入式处理器可以分成这样一些类型1、嵌入式微处理器（MicroprocessorUnit，MPU）2、嵌入式微控制器（、嵌入式微控制器（Microcontroller Unit，MCU

8、）3、嵌入式DSP（DigitalSignalProcessor）处理器4、嵌入式片上系统（SystemonChip，SoC）成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17处理器处理器外设外设存储器存储器I/O“System on board”“System on chip”USB以太网以太网memory成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17ExternalMemoryCPUAddressDataCacheBusInterfaceWrite BufferMMU/MPURRWWWW(R/W)外设外设如如USB、LCD 控制器等控制器等扩展芯片扩展芯片内核（内核（core）处理

9、器存储器子系统处理器存储器子系统SoC的片内外设的片内外设系统的片外设备系统的片外设备处理器（处理器（Processor）芯片（芯片（SoC）系统（系统（System）成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17嵌入式系统的组成n嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成n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n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，这些软件有机地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17手机的大概组成成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17微波炉CPUBUSROMRAM输入接口输

10、出接口输入键开门马达磁电管风扇灯具嵌入式处理器喇叭成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17嵌入式系统的应用领域MicroprocessorCCD preprocessorPixel coprocessorA2DD2AJPEG codecDMA controllerMemory controllerISA bus interfaceUARTLCD ctrlDisplay ctrlMultiplier/AccumDigital camera chiplensCCDA Digital CameraA Digital Camera成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/172ARM

11、简介nARM公司简介 ARM是Advanced RISC Machines的缩写，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（精简指令集）处理器。公司的特点是只设计芯片，而不生产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，并提供服务。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17nARM公司简介将技术授权给其它芯片厂商形成各具特色的ARM芯片.成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17IP商半导体芯片（SOC）商嵌入式系统开发者分工边界个性化强度嵌入式系统构成层次图成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17nARM处理

12、器的应用n当前主要应用于消费类电子领域；n到目前为止，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位嵌入式微处理器75以上的市场份额n全球80%的GSM/3G手机、99%的CDMA手机以及绝大多数PDA产品均采用ARM体系的嵌入式处理器，n“掌上计算”相关的所有领域皆为其所主宰。nARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17nARM处理器核简介 ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核，目前最新的系列已经是ARM cortex了，而ARM6核以及更早的系列已经很罕见了。ARM7ARM9ARM9EARM10ARM11CortexV4V4TV5TEV

13、5TEV6V7nARM体系结构版本 ARM体系结构从最初开发到现在有了很大的改进，并仍在完善和发展。为了清楚的表达每个ARM应用实例所使用的指令集，ARM公司定义了7种主要的ARM指令集体系结构版本，以版本号V1V7表示。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17v4 v5TESA110v4TARM720TARM7TDMI-SARM920TARM940TARM922TARM966E-SARM946E-SARM1020Ev5TEJ/Jazellev6/JazelleARM7EJ-SARM926EJ-SARM1026EJ-SARM11 Micro-Architecture Roadmap

14、 of ARM V4/V5/V6成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17项目ARM7ARM9ARM10ARM11流水线3568典型频率（MHz）80150260335功耗（mW/MHz）0.060.19（+cache）0.5（+cache）0.4（+cache）性能MIPS*/MHz0.971.11.31.2架构冯诺伊曼哈佛哈佛哈佛成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17ARM系列微处理器核特点ARM7ARM7TDMI：整数处理核ARM7TDMI处理器的可综合版本；ARM720T：带MMU的处理器核心，支持操作系统；ARM7EJ-S：带有DSP和JazelleTM技术，

15、能够实现Java加速功能冯诺伊曼体系结构；ARMTDMI是目前应用最广的微处理器核ARM720T带有MMU和8KB的指令数据混合cache；ARM7EJ-执行ARMv5TEJ指令，5级流水线，提供Java加速指令，没有存储器保护。ARM9ARM920T：带有独立的16KB数据和指令Cache；ARM922T：带有独立的8位KB数据和指令Cache；ARM940T包括更小数据和指令Cache和一个MPU基于ARM9TDMI，带16位的Thumb指令集，增强代码密度最多到35%；在0.13m工艺下最高性能可达到300MIPS（Dhrystone2.1测试标准）；集成了数据和指令Chche；32位A

16、MBA总线接口的MMU支持；可在0.18m、0.15m和0.13m工艺的硅芯片上实现。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17ARM9EARM926EJ-S：Jazelle技术，有MMU，可配置的数据和指令Cache,TCM接口；ARM946E-S：可配置的数据和指令Cache及TCM;ARM966E-S：针对要求高性能和低功耗的可预测的指令执行时间的硬实时应用设计ARM968E-S：最小、功耗最小的ARM9E系列处理器，针对嵌入式实时应用设计；ARM9E是针对微控制器、DSP和Java的单处理器解决方案；ARMJazelle技术提供8倍的Java加速性能(ARM926EJ-S)；

17、5-级整数流水线；在0.13m工艺下最高性能可达到300MIPS（Dhrystone2.1测试标准）；可选择的向量浮点单元VFP9协处理器指令优秀海浮点性能，对于3D图形加速和实时控制可达到215MFLOPS。高性能的AHB总线，带MMU可在0.18m,0.15m,0.13m工艺的硅芯片上实现。ARM10EARM1020E：带DSP指令集，在片调试功能，独立的32KB数据和指令Cache，MMU支持；ARM1022E：与ARM1020E相同，只是独立的数据和指令Cache变为16KB；ARM1026EJ-S：同时具有MPU和MMU，可综合版本；带分支预测的6级整数流水线；在0.13m工艺下最高

18、性能可达到430MIPS（Dhrystone2.1测试标准）；对于3D图形运算和实时控制采用VFP协处理器，浮点运算性能最高可达650MFLOPS；双64位AMBA总线接口和64位内部总路线接口；优化的缓存结构提高了处理器访问低速存储器的性能；可在0.18m,0.15m,0.13m工艺的硅芯片上实现成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17ARM11ARM11MPCore：可综合的多处理器核，1至4个处理器可配置；ARM1136J(F)-S：可配置的数据和指令Cache，可提供1.9位的MPEG4编码加速功能；ARM1156T2(F)-S：带集成浮点协处理器，带内存保护单元MPU；A

19、RM1176JZ(F)-S：带针对CPU和系统安全架构扩展的TrustZone技术。增强的Thumb、Jazelle、DSP扩展支持；带片上和系统安全TrustZone技术支持；在0.13m工艺下最高可达到550MHz；MPCore在0.13m工艺下最高性能可达到740MIPS（Dhrystone2.1测试标准）；支持多媒体指令SIMD；采用三种电源模式：全速/待命/休眠集成DMA的TCM低功耗、高性能。SecurCoreSC100：第一个32位安全处理器；、SC110：在SC100上增加密钥协处理器；SC200：带Jazelle技术的高级安全处理器；SC210：在SC200上增加密钥协处理器

20、SecurCore是专门为智能卡、安全IC提供的32位安全处理器，为电子商务、银行、网络、移动多媒体、公共交通提供安全解决方案；体积小、功耗低，代码压缩密度高；为快速增长的Java卡平台提供Java加速功能；成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17CortexCortex-A：面向应用的微处理器，针对复杂操作系统和应用程序设计；Cortex-R：针对实时系统的嵌入式处理器；Cortex-M：针对成本敏感应用优化的深度嵌入式处理器；2004年发布，提供增强的媒体和数字处理能力，增加了系统性能；支持ARM、Thumb、Thumb-2指令集；Thumb-2指令集提供了更高的代码存储密度，

21、进一步降低成本；Intel系列StrongARM：ARMv4体系XScale：ARMv5TE体系，增加MMX指令StrongARM主要应用于手持设备和PDA，5级流水线，具有独立的数据和指令Cache，不支持Thumb指令集，目前已停产；XScale是目前Intel公司主推的高性能嵌入式处理器，分通用处理器、网络处理器和I/O处理器三类。其中通用处理器有PXA25x、PXA26x、PXA27x三个系列，被广泛应用于智能手机、PDA领域。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17ARM系列产品表示nARM系列产品很多,以ARM7系列为例,其内核ARM7TDMI表示为：nARM7：ARM

22、系列具有32位整数运算核nT：内含16位压缩指令集ThumbnD：支持片内Debug调试,nM：采用增强型乘法器(Multiplier),nI：内含嵌入式ICE宏单元n另外,各产品的后缀提供了各种形式与功能的选择：n-S：可综合的软核Softcoren-E：具有DSP的功能n-J：Jazeller,允许直接执行Java字节码成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17对本部分的要求n由于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LPC2200。n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（即ARM内核）的运作

23、机制及其独特的性能有所了解。n同一个系列ARM（例如都是ARM7或均为V4架构），其内核的体系结构基本相同，了解其中一种，其它也能很快上手。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/173、ARM7TDMIn简介 ARM7TDMI基于ARM体系结构V4版本，是目前低端的ARM核。具有广泛的应用，其最显著的应用为数字移动电话。注意：“ARM核”并不是芯片，ARM核与其它部件如RAM、ROM、片内外设组合在一起才能构成现实的芯片。冯诺依曼体系结构指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器存储器程序指令0指令1指令2指令3指令4数据数据0数据1数据2哈佛体系结构指令寄存器控制器数据通道输入输出

24、CPU程序存储器指令0指令1指令2数据存储器数据0数据1数据2地址指令地址数据存储器的字与半字 ARM处理器直接支持字节（8位）、半字（16位）或者字（32位）的数据类型。其中能被4整除的地址开始连续的4个字节构成一个字，字的数据类型为4个连续的字节。从偶数地址开始的连续的2个字节构成一个半字，半字的数据类型为2个连续的字节。ARM指令的长度刚好是1个字。1112342成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17方式半字对齐字对齐地址0 x40020 x40040 x40060 x40080 x40040 x40080 x400C0 x4010特征bit0=0其它位为任意值bit0=0

25、，bit1=0其它位为任意值字字/半字对齐半字对齐成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17存储方式小端存储方式大端存储方式字的低位字节流水线技术流水线技术流水线流水线(Pipeline)(Pipeline)技术：几个指令可以并行执行技术：几个指令可以并行执行允许多个操作同时处理，比逐条指令执行要快。允许多个操作同时处理，比逐条指令执行要快。提高了提高了CPUCPU的运行效率的运行效率译码取指执行add译码取指执行sub译码取指执行cmp时间AddSubCmp为增加处理器指令流的速度，ARM7 系列使用3级流水线.PC指向正被取指的指令，而非正在执行的指令0 x4000PC-80 x

26、4004PC-40 x4008PC周期1周期2周期3周期4周期5当前周期当前周期PC值值=当前程序执行位置当前程序执行位置+8第第1条指令条指令第第2条指令条指令第第3条指令条指令成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17预取（Fetch）译码（Decode）执行（Execute）预取（Fetch）译码（Decode）执行（Execute）访存（Memory）写入（Write）预取（Fetch）译码（Decode）发送（Issue）预取（Fetch）预取（Fetch）执行（Execute）访存（Memory）写入（Write）译码（Decode）发送（Issue）执行（Execute

27、）转换（Snny）访存（Memory）写入（Write）ARM7ARM9ARM10ARM11成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/174、处理器状态n处理器状态 ARM7TDMI处理器内核使用V4T版本的ARM结构，该结构包含32位ARM指令集和16位Thumb指令集。因此ARM7TDMI处理器有两种操作状态：ARM状态：32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令；Thumb状态：16位，这种状态下执行半字方式的ARM指令。注意：两个状态之间的切换并不影响处理器模式或寄存器内容。由“当前程序状态寄存器CPSR”中的第5位（即控制位T）反映处理器正在操作的状态。成都信息工程学院3+1

28、创新实验班-2023/5/17nARM指令集与Thumb指令集的关系Thumb指令集具有灵活、小巧的特点ARM指令集支持ARM核所有的特性，具有高效、快速的特点成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17n处理器状态切换 使用BX指令将ARM7TDMI内核的操作状态在ARM状态和Thumb状态之间进行切换（详见第4章），程序如下所示。;从Arm状态切换到Thumb状态 LDR R0,=Lable+1 BX R0;从Thumb状态切换到ARM状态 LDR R0,=Lable BX R0地址最低位为1，表示切换到Thumb状态地址最低位为0，表示切换到ARM状态跳转地址标号成都信息工程学院

29、3+1创新实验班-2023/5/17处理器模式说明备注用户(usr)正常程序执行模式不能直接切换到其它模式系统(sys)运行操作系统的特权任务与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断(fiq)支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断(irq)用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理(svc)操作系统保护模式系统复位和软件中断响应时进入此模式中止(abt)用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义(und)支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式5处理器模式n处理器7种模式usersystemfastinterrupt

30、requestinterruptrequestsupervisorabortunderfined成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17n特权模式处理器模式说明备注用户(usr)正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统(sys)用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断(fiq)支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断(irq)用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理(svc)操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止(abt)用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义(und)支

31、持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式 除用户模式外，其它模式均为特权模式。ARM内部寄存器和一些片内外设在硬件设计上只允许（或者可选为只允许）特权模式下访问。此外，特权模式可以自由的切换处理器模式，而用户模式不能直接切换到别的模式。未定义(und)中止(abt)管理(svc)中断(irq)快中断(fiq)系统(sys)成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17n异常模式处理器模式说明备注用户(usr)正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统(sys)用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断(fiq)支持高速数据传输及通道

32、处理FIQ异常响应时进入此模式中断(irq)用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理(svc)操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止(abt)用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义(und)支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式未定义(und)中止(abt)管理(svc)中断(irq)快中断(fiq)这五种模式称为异常模式。它们除了可以通过程序切换进入外，也可以由特定的异常进入。当特定的异常出现时，处理器进入相应的模式。每种异常模式都有一些独立的寄存器，以避免异常退出时用户模式的状态不可靠。MSR CPSR_c,#(NoInt

33、|SYS32Mode);从管理模式切换到系统模式MSR CPSR_c,#(NoInt|SVC32Mode);从系统模式切换到管理模式成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17n用户和系统模式处理器模式说明备注用户(usr)正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统(sys)用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断(fiq)支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断(irq)用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理(svc)操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止(abt)用于支持虚拟内存和/或存储器保护在A

34、RM7TDMI没有大用处未定义(und)支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式 这两种模式都不能由异常进入，而且它们使用完全相同的寄存器组。系统模式是特权模式，不受用户模式的限制。操作系统在该模式下访问用户模式的寄存器就比较方便，而且操作系统的一些特权任务可以使用这个模式访问一些受控的资源。系统(sys)用户(usr)成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/176ARM内部寄存器n在ARM7TDMI处理器内部有37个用户可见的寄存器。n31 个通用个通用32位寄存器（包括程序计数器位寄存器（包括程序计数器PC）n6 个状态寄存器个状态寄存器通用寄存器包括通用寄存器包括

35、R0R15，可以分为三类：，可以分为三类：未分组寄存器未分组寄存器R0R7 分组寄存器分组寄存器R8R14 程序计数器程序计数器PC(R15)状态寄存器：状态寄存器：CPSR(Current Program Status Register，当前程序状，当前程序状态寄存器态寄存器)SPSR(Saved Program Status Register，备份程序状，备份程序状态寄存器）态寄存器）在不同的工作在不同的工作模式和处理器状模式和处理器状态下，程序员可态下，程序员可以访问的寄存器以访问的寄存器不尽相同。不尽相同。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17寄存器类别寄存器在汇编中的名

36、称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiq*R9(SB,v6)R9R9_fiq*R10(SL,v7)R10R10_fiq*R11(FP,v8)R11R11_fiq*R12(IP)R12R12_fiq*R13(SP)R13R13_svc*R13_abt*R13_und*R13_irq*R13_fiq*R14(LR)R14R14_svc*R14_abt*R14_und*R14_irq*R14_fiq*R15

37、(PC)R15状态寄存器R16(CPSR)CPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiqARM状态各模式下的寄存器成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10(SL,v7)R10R10_fiqR11(FP,v8)R11R11_fiqR1

38、2(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svcR13_abtR13_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14_fiqR15(PC)R15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiqARM状态各模式下的寄存器SPSR_fiqSPSR_irqSPSR_undSPSR_abtSPSR_abtCPSRR15R14_fiqR14_irqR14_undR14_abtR14_svcR14R13_fiqR13_irqR13_undR13_abtR

39、13_svcR13R12_fiqR12R11_fiqR11R10_fiqR10R9_fiqR9R8_fiqR8R7R6R5R4R3R2R1R0所有的37个寄存器，分成两大类：31个通用32位寄存器；6个状态寄存器。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10(SL,v7)R10R10_f

40、iqR11(FP,v8)R11R11_fiqR12(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svcR13_abtR13_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14_fiqR15(PC)R15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq无CPSRR15R14R13R12R11R10R9R8R7R6R5R4R3R2R1R0用户用户无CPSRR15R14R13R12R11R10R9R8R7R6R5R4R3R2R1R0系统系统SPSR_abtC

41、PSRR15R14_svcR13_svcR12R11R10R9R8R7R6R5R4R3R2R1R0管理管理SPSR_abtCPSRR15R14_abtR13_abtR12R11R10R9R8R7R6R5R4R3R2R1R0中止中止SPSR_undCPSRR15R14_undR13_undR12R11R10R9R8R7R6R5R4R3R2R1R0未定义未定义SPSR_irqCPSRR15R14_irqR13_irqR12R11R10R9R8R7R6R5R4R3R2R1R0中断中断SPSR_fiqCPSRR15R14_fiqR13_fiqR12_fiqR11_fiqR10_fiqR9_fiqR8_

42、fiqR7R6R5R4R3R2R1R0快中断快中断ARM状态各模式下可以访问的寄存器成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10(SL,v7)R10R10_fiqR11(FP,v8)R11R11_fiqR12(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svcR13_abtR1

43、3_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14_fiqR15(PC)R15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq一般的通用寄存器R13_fiqR13_irqR13_undR13_abtR13_svcR13R12_fiqR12R11_fiqR11R10_fiqR10R9_fiqR9R8_fiqR8R7R6R5R4R3R2R1R0 在汇编语言中寄存器R0R13为保存数据或地址值的通用寄存器。它们是完全通用的寄存器，不会被体系结构作为特殊用途，并且可

44、用于任何使用通用寄存器的指令。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10(SL,v7)R10R10_fiqR11(FP,v8)R11R11_fiqR12(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svcR13_abtR13_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R

45、14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14_fiqR15(PC)R15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq一般的通用寄存器R13_fiqR13_irqR13_undR13_abtR13_svcR13R12_fiqR12R11_fiqR11R10_fiqR10R9_fiqR9R8_fiqR8R7R6R5R4R3R2R1R0R7R6R5R4R3R2R1R0 其中R0R7为未分组的寄存器，也就是说对于任何处理器模式，这些寄存器都对应于相同的32位物理寄存器。成都信息工程学院3+1创新实验班-202

46、3/5/17寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10(SL,v7)R10R10_fiqR11(FP,v8)R11R11_fiqR12(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svcR13_abtR13_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14_f

47、iqR15(PC)R15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq一般的通用寄存器R14_fiqR14_irqR14_undR14_abtR14_svcR14R13_fiqR13_irqR13_undR13_abtR13_svcR13R12_fiqR12R11_fiqR11R10_fiqR10R9_fiqR9R8_fiqR8 寄存器R8R14为分组寄存器。它们所对应的物理寄存器取决于当前的处理器模式，几乎所有允许使用通用寄存器的指令都允许使用分组寄存器成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17寄存器类别寄存器在

48、汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10(SL,v7)R10R10_fiqR11(FP,v8)R11R11_fiqR12(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svcR13_abtR13_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14_fiqR15(PC)R15状态寄

49、存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq一般的通用寄存器R12_fiqR12R11_fiqR11R10_fiqR10R9_fiqR9R8_fiqR8 寄存器R8R12有两个分组的物理寄存器。一个用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一个用于FIQ模式。这样在发生FIQ中断后，可以加速FIQ的处理速度。成都信息工程学院3+1创新实验班-2023/5/17寄存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理中止未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4)R3R

50、4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10(SL,v7)R10R10_fiqR11(FP,v8)R11R11_fiqR12(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svcR13_abtR13_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14_fiqR15(PC)R15状态寄存器CPSRCPSRSPSR无SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq一般的通用寄存器 寄存器R13、R14分别有6