"这篇文档主要介绍了ARM体系结构中的协处理器指令MCR,它是用来将ARM处理器的寄存器数据传输到协处理器寄存器中。文档涵盖了ARM处理器的基本概念,包括ARM的历史、处理器模式、寄存器、存储系统以及异常中断系统,并详细解释了MCR指令的语法和用法。此外,还提到了ARM的不同系列产品及其特性,以及各版本的ARM架构和处理器性能特征。"
ARM体系结构与编程的知识点如下:
1. **ARM架构概述**:ARM处理器源于英国Acorn Computer公司,是世界上最广泛使用的32位嵌入式RISC微处理器结构,以其高性能、低功耗和低成本的特点而著称。ARM公司提供处理器内核,合作伙伴则开发不同系列的产品,如Intel的XScale和StrongARM。
2. **处理器模式**:ARM处理器有7种不同的处理器模式,这些模式是系统在执行不同任务时的工作状态,例如用户模式、系统模式、中断模式等。这些模式对于理解和处理异常及中断至关重要。
3. **寄存器**:ARM处理器有多种寄存器,包括通用寄存器、程序计数器和链接寄存器等。在MCR指令中,来源寄存器是ARM处理器中的一个寄存器,而目的寄存器1和2则是协处理器的寄存器。
4. **MCR指令**:MCR (Move to Coprocessor Register) 指令用于在ARM处理器和协处理器之间传递数据。它的格式包括条件码、协处理器编码、操作码和寄存器编号。例如,`MCR P3,3,R0,C4,C5,6` 将R0寄存器的数据传输到协处理器P3的C4和C5寄存器。
5. **寻址方式**:ARM指令系统支持多种寻址方式,如立即寻址、寄存器寻址、相对寻址等,这些寻址方式在编写程序时用于指定数据的位置。
6. **指令系统**:ARM指令集包括了多种指令,如数据处理指令、分支指令、内存访问指令等。MCR是协处理器指令集的一部分,用于处理与协处理器交互的特定任务。
7. **汇编编程**:了解ARM体系结构时,通常需要掌握汇编语言,以便能直接操作硬件资源,优化性能关键的部分。
8. **存储系统**:ARM处理器的存储系统包括高速缓存、内存管理和存储器接口。在MCR指令中,数据从ARM的存储空间传递到协处理器的存储空间。
9. **异常中断系统**:ARM处理器能够处理各种异常和中断,如软件中断、数据访问错误等,这些情况通常会改变处理器的工作模式。
10. **ARM处理器系列**:ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、SecurCore和ARM11等系列各有特色,例如ARM9支持MMU(内存管理单元),ARM9E增加了DSP(数字信号处理)功能,而SecurCore专注于安全应用。
11. **性能特征**:不同版本的ARM核心有不同的性能指标,如Cache大小、最大运算速度(MIPS)和流水线级数,这些特征影响了处理器在实际应用中的表现。
通过深入理解这些知识点,开发者可以更好地设计和优化基于ARM架构的嵌入式系统和应用程序。