ARM微处理器编程模型与指令系统详解

本文档是关于ARM应用系统开发的详细指南，主要关注基于S3C4510B的系统设计。文档涵盖了ARM微处理器的基础知识、编程模型以及指令系统。 在ARM微处理器中，程序状态寄存器（Program Status Register, 简称PSR）是一个关键的组成部分，它存储了处理器当前执行状态的各种标志位，包括条件码标志。条件码标志反映了最近执行的算术或逻辑操作的结果，通常用于控制条件分支指令的执行。图2.6可能展示了PSR的不同字段及其功能，例如N、Z、C和V，分别表示负、零、进位和溢出标志，这些标志在进行算术运算时被自动设置或清除。 文档深入探讨了ARM微处理器的多个系列，包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、SecurCore、StrongARM和Xscale，这些处理器各有其特性和应用场景。ARM架构基于精简指令集计算（RISC）原理，强调高效能和低功耗，其寄存器结构包括通用寄存器和程序状态寄存器，指令结构则分为32位的ARM指令和16位的Thumb指令。 ARM微处理器有多种工作状态，如ARM状态和Thumb状态，这影响了寄存器的组织和使用的指令集。在ARM状态，有16个通用寄存器（R0-R15），其中R13通常用作堆栈指针，R14作为链接寄存器，R15是程序计数器。而在Thumb状态，寄存器的使用稍有不同，且程序计数器R15还需要考虑半字对齐。 异常处理在ARM编程模型中占有重要地位，包括中断和异常的响应、返回机制以及异常向量表。异常类型包括复位、软件中断、预取错误、数据访问异常等，它们按照优先级排序，并且可以被应用程序通过特定的异常处理程序来管理。 ARM指令系统由多种类型的指令组成，如数据处理指令、加载和存储指令、分支指令等。指令可以有条件执行，依赖于PSR中的条件码标志。寻址方式包括立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址变址寻址、多寄存器寻址、相对寻址和堆栈寻址，提供了灵活的数据访问和操作。 这篇文档为开发者提供了一套全面的ARM微处理器理解和开发的框架，涵盖了从处理器基础到高级特性的各个方面，对于进行基于ARM的系统设计和程序编写具有极高的参考价值。