ARM微处理器体系-CPSR与异常模式解析

"ARM微处理器体系结构，特别是程序状态寄存器CPSR" 在嵌入式系统中，ARM微处理器架构扮演着至关重要的角色。在第3章的北航嵌入式系统课件中，重点讲解了ARM7TDMI处理器的结构和特性，包括程序状态寄存器CPSR（Current Program Status Register）及其相关概念。 CPSR是CPU中的一个关键寄存器，它存储了处理器执行状态的关键信息，如条件标志、中断禁止位、处理器模式等。当发生异常时，如中断或异常处理，CPSR的内容会被复制到SPSR（Saved Program Status Register）中，以保存当前执行环境的状态。SPSR则根据不同的异常模式（如管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快中断模式）来访问，确保异常处理完成后，能够恢复到原先的运行状态。 ARM7TDMI处理器有多种处理器模式，每种模式对应不同的操作权限和功能。这些模式包括用户模式（User）、系统模式（System）、管理模式（Supervisor）、中止模式（Abort）、未定义模式（Undefined）、中断模式（IRQ）和快中断模式（FIQ）。在不同的模式下，访问的寄存器有所不同，尤其是堆栈指针R13和链接寄存器R14，它们会根据当前的处理器模式映射到特定的寄存器，如R13_svc、R14_irq等，以适应不同异常处理的需要。 此外，CPSR包含了多个字段，比如N、Z、C、V标志，用于表示算术运算的结果是否为负、零、有进位或产生了溢出。这些标志对于条件分支和算术操作至关重要。还有其他控制位，如M、I、F、D等，分别用于控制处理器工作模式、中断禁止、浮点运算以及数据预取等操作。 ARM公司采用独特的商业模式，专注于设计而非生产芯片，通过授权其知识产权（IP）给合作伙伴，如三星、苹果等，这些合作伙伴再根据自身需求制造具有ARM核心的处理器。这种模式使得ARM架构广泛应用在各种电子产品中，如手机、PDA、智能家电等，占据了嵌入式处理器市场的主导地位。 总结来说，ARM微处理器体系结构中的CPSR是处理状态和控制的关键组件，它与SPSR协同工作，确保异常处理的正确性和系统的稳定性。同时，ARM的商业策略和广泛应用展示了其在嵌入式领域的广泛影响力和不可替代性。深入理解和掌握CPSR及其关联机制对于开发和调试ARM平台的嵌入式系统至关重要。