ARM体系结构详解:权限模式与中断控制

需积分: 10 6 下载量 47 浏览量 更新于2024-08-19 收藏 867KB PPT 举报
"ARM体系结构详解,包括中断禁止位、T位和模式控制位的介绍,以及ARM微处理器的特性和应用领域" 在ARM体系结构中,处理器的状态和控制位是其核心特性之一,它们允许软件灵活地管理和控制处理器的行为。在【标题】提到的"权模式下时也可由软件改变",指的是在某些特权模式下,可以通过软件编程来修改特定的控制位,以实现对中断处理、指令执行模式和工作模式的控制。 【描述】中提到了三个关键的控制位: 1. 中断禁止位:包括I和F位。I位用于控制IRQ(普通中断)的禁止,当I位被设置为1时,IRQ中断将被禁止,阻止外部设备通过IRQ触发中断请求。F位控制FIQ(快速中断)的禁止,如果F位为1,FIQ中断同样会被禁止。这两个位的设置允许软件在需要时关闭中断,以保证关键操作的连续性和数据的一致性。 2. T位:这是一个决定处理器执行模式的位。当T位为0时,处理器将运行在传统的ARM指令集下,提供32位的指令处理能力。而当T位被设置为1,处理器将切换到Thumb模式,执行16位的Thumb指令集,以节省内存空间并提高代码密度,适用于资源有限的环境。 3. 模式控制位:由M4、M3、M2、M1和M0这5个位组成,合称为M[4:0]。这些位共同决定了处理器的工作模式。ARM处理器支持7种不同的工作模式,包括用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、系统模式和未定义模式。特权模式(非用户模式)允许对系统进行低级别的访问和控制,如操作系统内核或硬件驱动程序。 【标签】中的"嵌入式微处理器 ARM指令"暗示了这些特性在嵌入式系统中的重要性。嵌入式系统通常需要高效、灵活且资源敏感的处理器,ARM微处理器凭借其RISC架构和多种特性满足了这些需求。例如,其支持的Thumb/ARM双指令集使得在保持性能的同时,可以适应不同代码密度的需求;3级或5级流水线技术提高了执行效率;而内置的Cache和大量的寄存器则加快了数据处理速度。 ARM微处理器广泛应用于各种领域,从工业控制、无线通信到消费电子产品,如手机、平板电脑、智能家电等。它们的低功耗、高性能和丰富的生态系统使其成为现代电子设计的首选。此外,ARM处理器还具备强大的调试功能,如JTAG接口和嵌入式跟踪宏单元ETM,为开发者提供了便利的调试工具,简化了软件开发和优化过程。 ARM体系结构以其独特的控制位和多模式设计,以及RISC架构的优势,为嵌入式系统提供了强大而灵活的计算平台。这些特性不仅增强了系统的可配置性和适应性,还降低了开发成本,促进了技术的广泛应用和创新。