ARM嵌入式处理器结构与应用基础PDF电子书下载

1.1 ARM介绍 1

第1章 ARM处理器概述 1

1.2 ARM处理器系列 2

1.2.1 ARM7系列 3

1.2.2　ARM9系列 4

1.2.3 ARM9E系列 5

1.2.4 ARM10系列 6

1.2.5　SecurCore SC100 6

1.2.6　Strong ARM 7

1.2.7　XScale 7

1.3　ARM处理器的分类和扩充标识 7

1.3.1　处理器核的分类 7

1.3.2　处理器核扩充标识 9

1.4.1　RISC体系结构 10

1.4　ARM处理器结构介绍 10

1.4.2　ARM和Thumb状态 11

1.4.3　寄存器 12

1.4.4　ARM指令集概述 12

1.4.5　Thumb指令集概述 12

第2章 ARM体系结构 14

2.1 ARM体系结构的版本和变量 14

2.1.1　ARM体系结构的版本 14

2.1.2　ARM体系结构的变量 15

2.1.3 ARM/Thumb体系结构版本命名 16

2.2　ARM编程模型 17

2.2.1　数据类型 17

2.2.2　处理器模式 18

2.2.4　寄存器组织 19

2.2.3　处理器工作状态 19

2.2.5　异常 25

2.2.6　存储器和存储器映射I/O 30

2.2.7　中断延迟 34

2.2.8　复位 35

2.3　ARM基本寻址方式 35

2.3.1　寄存器寻址 35

2.3.2　立即寻址 35

2.3.3　寄存器移位寻址 36

2.3.4　寄存器间接寻址 36

2.3.5　基址寻址 37

2.3.6　多寄存器寻址 37

2.3.7　堆栈寻址 37

2.3.8　块拷贝寻址 38

2.3.9　相对寻址 39

2.4　ARM开发工具 40

2.4.1　ARM开发工具综述 40

2.4.2 ARM SDT 41

2.4.3 ARM ADS 43

2.4.4　Multi 2000 45

2.4.5 TRACE32-ICD 49

2.4.6　Hitool for ARM 49

2.4.7　Embest IDE 49

2.4.8　JEENI仿真器 51

2.4.9　Multi-ICE 51

第3章 ARM指令集 52

3.1　指令集编码 52

3.2　条件执行 53

3.3　指令分类说明 54

3.3.1　ARM存储器访问指令 54

3.3.2　ARM数据处理指令 61

3.3.3　ARM分支指令 72

3.3.4　ARM协处理器指令 73

3.3.5　ARM杂项指令 75

3.3.6　ARM伪指令 77

第4章　Thumb指令集 80

4.1　Thumb指令集与ARM指令集的区别 80

4.2　指令集编码 81

4.3　指令分类说明 82

4.3.1　Thumb存储器访问指令 82

4.3.2　Thumb数据处理指令 86

4.3.3　Thumb分支指令 94

4.3.4　Thumb中断和断点指令 96

4.3.5　Thumb伪指令 96

第5章 ARM7TDMI处理器 99

5.1 概述 99

5.1.1 ARM7TDMI介绍 99

5.1.2　体系结构 100

5.1.3　框图、内核和功能图 101

5.2　存储器接口 104

5.2.1　总线接口信号 104

5.2.2　总线周期类型 104

5.2.3　寻址信号 108

5.2.4　时序图约定 109

5.2.5　地址时序 109

5.2.6　数据定时信号 111

5.2.7　延长访问时间 118

5.2.8　特权模式访问 118

5.2.9　上电后的复位序列 119

5.3　协处理器接口 120

5.3.1　协处理器介绍 120

5.3.2　流水线跟随信号 121

5.3.3　协处理器接口握手 122

5.3.4　连接协处理器 125

5.3.5　未使用外部协处理器 127

5.3.6　未定义指令 127

5.3.7　特权指令 127

5.4　调试接口 127

5.4.1　调试接口介绍 127

5.4.2　调试系统 128

5.4.3　调试接口信号 130

5.4.4 ARM7TDMI核时钟域 132

5.4.5　确定内核和系统的状态 133

5.4.6　嵌入式ICE-RT逻辑介绍 133

5.4.7　禁止嵌入式ICE-RT 134

5.4.8　调试通信通道 134

5.4.9　监控模式 136

5.5　指令周期时序 137

5.5.1　指令周期时序表介绍 137

5.5.2　分支类指令 137

5.5.3　数据操作 139

5.5.4　乘法和乘加 140

5.5.5　加载／存储寄存器 141

5.5.6　加载／存储多个寄存器 142

5.5.7　数据交换 144

5.5.8　软件中断和异常进入 144

5.5.9　协处理器相关操作 145

5.5.10　未定义指令和协处理器不存在 148

5.5.11　未执行指令 149

5.5.12　指令速度一览 149

5.6 时序图 150

5.7　深层次调试 156

5.7.1　扫描链和JTAG接口 156

5.7.2　复位TAP控制器 157

5.7.3　上拉电阻 158

5.7.4　指令寄存器 159

5.7.5　公共指令 159

5.7.6　测试数据寄存器 161

5.7.7　ARM7TDMI核时钟 165

5.7.8　在调试状态判定内核和系统状态 166

5.7.9　调试状态中程序计数器的行为 170

5.7.10　优先级和异常 171

5.7.11　扫描链单元数据 172

5.7.12　观察点寄存器 174

5.7.13　编程断点 177

5.7.14　编程观察点 178

5.7.15　调试控制寄存器 179

5.7.16　调试状态寄存器 181

5.7.17　中止状态寄存器 181

5.7.18　耦联断点和观察点 181

5.8　信号描述 183

5.7.19　嵌入式ICE-RT时序 183

5.7.20　编程限制 183

第6章 ARM720T处理器 189

6.1 ARM720T概述 189

6.1.1　ARM720T结构 189

6.1.2　FCSE PID低虚拟地址重定位 189

6.1.3　复位 190

6.2 配置 191

6.2.1　配置介绍 191

6.2.2　内部协处理器指令 191

6.2.3　寄存器 192

6.3　指令和数据Cache 197

6.3.1　指令和数据Cache简介 197

6.3.4　为安全应用的IDC禁止 198

6.3.2　IDC有效性 198

6.3.3　IDC使能、禁止和复位 198

6.4　写缓冲 199

6.4.1　写缓冲简介 199

6.4.2　写缓冲操作 199

6.5　存储器管理单元 200

6.5.1　MMU简介 200

6.5.2　MMU程序可访问寄存器 201

6.5.3　地址变换过程 201

6.5.4　第1级描述符 202

6.5.5　页表描述符 203

6.5.6　段描述符 203

6.5.7　变换段参考 204

6.5.9　变换小页参考 205

6.5.8　第2级描述符 205

6.5.10　变换大页参考 206

6.5.11　MMU故障和CPU中止 207

6.5.12　故障地址和故障状态寄存器 208

6.5.13　域访问控制 208

6.5.14　故障检查顺序 209

6.5.15　外部中止 211

6.5.16　MMU、IDC和写缓冲的相互作用 211

6.6 总线时钟 212

6.6.1 ARM720T总线接口简介 212

6.6.2　快总线扩充 212

6.6.3　标准模式 213

6.7.2　ASB总线接口信号 215

6.7.3　周期类型 215

6.7.1　AMBA接口简介 215

6.7 AMBA接口 215

6.7.4　寻址信号 217

6.7.5　存储器请求信号 217

6.7.6　数据信号定时 218

6.7.7　从机响应信号 218

6.7.8　最大顺序长度 219

6.7.9　读—锁—写 219

6.7.10　小端和大端操作 220

6.7.11　多主机操作 221

6.7.12　总线主机交接 222

6.7.13　缺省总线主机 222

6.8.1　从机操作测试模式 223

6.8.2 ARM720T测试模式 223

6.8 AMBA测试 223

6.8.3 ARM7TDMI测试模式 224

6.8.4　RAM测试模式 224

6.8.5　TAG测试模式 225

6.8.6　MMU测试模式 225

6.8.7　测试寄存器映射 226

6.9 跟踪接口 228

6.9.1 ETM简介 228

6.9.2　ETM接口 228

第7章 带ARM核的嵌入式系统芯片 230

7.1 ARM公司的合作伙伴 230

7.2 Atmel公司带ARM核的芯片 230

7.3 Cirrus Logic公司带ARM核的芯片 233

7.4 Intel公司带ARM核的芯片 236

7.5 NetSilicon公司带ARM核的芯片 238

7.6 Samsung公司带ARM核的芯片 242

7.7 Triscend公司带ARM核的芯片 245

第8章 基于ARM核芯片的应用实例 250

8.1 ARM技术的一些典型应用产品 250

8.2 Atmel公司带ARM核芯片的应用 251

8.3 Cirrus Logic公司带ARM核芯片的应用 255

8.4 Samsung公司带ARM核芯片的应用 261

参考文献 266

附录A Hitool for ARM开发系统 267

附录B 本书相关术语 282

附录C ARM指令集、ARM寻址方式和Thumb指令集速查表 286

附录D Atmel公司带ARM核的芯片 293

附录E Samsung公司带ARM核的芯片 294

附录F 带ARM核的微处理器和微控制器芯片 295