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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 SC1006

1.2.6　Strong ARM7

1.2.7　XScale7

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/O30

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 SDT41

2.4.3 ARM ADS43

2.4.4　Multi 200045

2.4.5 TRACE32-ICD49

2.4.6　Hitool for ARM49

2.4.7　Embest IDE49

2.4.8　JEENI仿真器51

2.4.9　Multi-ICE51

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-RT134

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Cache197

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