指令集及cortex——m3的存储系统

发表于 2024-3-31 16:45

移位（支持多种组合）运算和循环运算

发表于 2024-3-31 16:46

带符号扩展指令

数据序转指令

发表于 2024-3-31 16:46

位段处理及把玩指令

发表于 2024-3-31 16:46

汇编语言：子程序呼叫与无条件转移指令

  1、最基本的无条件转移指令有两条：

   B Label ；转移到Label处对应的地址

   BL reg ；转移到有寄存器reg给出的地址

  2、呼叫子程序时，需要保存返回地址，正点的指令是：

   BL Label ；转移到Label处对应的地址，并且把转移前的下条指令地址保存到LR

   BLX reg ；转移到由寄存器reg给出的地址，根据REG的LSB切换处理器的状态，并且把转移前的下条指令地址保存到LR

注意：、使用BLX要注意，其改变状态的功能。因此确保reg的lsb必须为1，以确保不会进入ARM状态。

  3、以PC为目的寄存器的MOV和LDR指令也可以实现转移，常见的形式有：

   MOV PC, R0 ;       转移地址由R0给出

   LDR    PC, [R0] ;    转移地址存储在R0所指向的存储器中

   POP {...,  PC] ;    把返回地址以弹出堆栈的方式送给PC，从而实现转移

   LDMIA SP!,    {...,  PC ; POP另一种等效写法

注意：使用这些方式必须保证送给PC的值是奇数（LSB=1）

发表于 2024-3-31 16:47

标志位与条件指令

1、在应用程序状态寄存器中有5个标志位，但只有4个被条件转移指令参考。绝大多数ARM的条件转移指令根据他们来决定是否转移。

2、在ARM中数据操作指令可以更新这4个标志位。这些标志位除了可以当条件转移的判断之外，还能再一些场合下作为指令是否执行的依据。或者在移位操作中充当各种中介

角色。

发表于 2024-3-31 16:47

担任条件转移和条件执行的依据时，这4个标志位既可以单独使用，也可以组合使用，以产生15种判断依据：

在Cortex-CM3中，下列指令可以更新PSR的标志：

1）、16位算术逻辑指令。

2）、32位带S后缀的算术逻辑指令。

3）、比较指令和测试指令。

4）、直接写PSR/APSR（MAR指令）。

发表于 2024-3-31 16:47

汇编语言：指令隔离指令和存储器隔离指令

发表于 2024-3-31 16:47

汇编指令：饱和运算

1、Cortex-CM3的饱和运算指令分为两种：带符号的饱和运算以及无符号饱和运算。

2、饱和运算指令

发表于 2024-3-31 16:48

Cortex-CM3中一些有用的新指令

  1、MSR和MRS

1）、这两条指令是访问特殊功能寄存器的指令，必须在特权下访问，出APSR外。

2）、指令语法如下：

      MRS <Rn>,    <SReg>  ; 加载特殊功能寄存器的值到Rn

      MSR <SReg>,    <Rn>  ; 存储Rn的值到特殊功能寄存器的值

3）、SReg可以是下表中的一个

发表于 2024-3-31 16:48

2、IF-THEN

1）、IF-THEN指令围成一个块，里面最多4条指令，它里面的指令可以条件执行。

2）、IT使用形式：

发表于 2024-3-31 16:48

3、CBZ和CBNZ

1）、比较并条件跳转指令专为循环结构的优化而设，它只能做向前跳转。

2）、格式为

发表于 2024-3-31 16:48

、SDIV和UDIV

1）、32位硬件除法指令。

2）、格式

发表于 2024-3-31 16:49

3）、运算结果是Rd = Rn / Rm。

5、REV,REVH,REV16以及REVSH

1）、REV反转32位整数中的字节序，REVH则以半字节为单位反转，且只反转低半字节。

2）、REVSH在REVH的基础上，还把反转后的半子做带符号的扩展。

3）、语法

发表于 2024-3-31 16:49

  6、RBIT

1）、RBIT比以前的REV之流更为精细，它是按位反转的，相当于把32位整数的二进制表示法水平旋转180°。此指令在处理串行比特流大有用处。

2）、格式

      RBIT.W Rd， Rn

  7、SXTB,SXTH,UXTB,UXTH

1）、这四条指令是为了优化C的强制数据类型转换而设的，把数据宽度转换为处理器喜欢的32位长度。

2）、语法

3）、对于SXTB/SXTH，数据带符号位扩展成32位整数。对于UXTB/UXTH，高位清0。

发表于 2024-3-31 16:49

  8、BFC/BFI,UBFX/SBFX

1）、这四个指令是Cortex-CM3提供的位段操作指令。

2）、BFC（位段清零）指令把32位整数任意一段连续的二进制位S清0，语法格式为：

         BFC Rd， #lsb， #width

3）、BFI（位段插入指令），则把某寄存器按LSB对齐的数据，拷贝到另一个寄存器的某个位段中，其格式为：

         BFI.w Rd， Rn， #lsb， #width

4）、UBFX/SBFX都是位段提取指令，语法格式为：

         UBFx.w Rd， Rn， #lsb， #width

      SBFX.w Rd， Rn， #lsb， #width

发表于 2024-3-31 16:49

LDRD/STRD

1）、Cortex-CM3在一定程度上支持对64位整数，其中LDRD/STRD就是为64位整数的数据传输而设置的。

2）、格式：

发表于 2024-3-31 16:49

  10、TBB,TBH

1）、TBB（查表跳转字节范围的偏移量）指令和TBH（查表跳转半字节范围的偏移量）指令，分别用于从一个字节数组表中查找偏移地址，和从半字节数组表中查找偏移地

         址。TBB的跳转范围为255*2+4=514，TBH的跳转范围为65535*2+4=128kb+2。

2）、TBB语法格式

         TBB.W [Rn， Rm] ；PC+=Rn[Rm]*2

3）、TBH语法格式

         TBH.W [Rn， 2*Rm] ；PC+=Rn[2*Rm]*2

发表于 2024-3-31 16:49

一、存储器系统的功能概览

1、Cortex-CM3存储器系统功能

1）、存储器映射是预定义的，并且还规定好了那个位置使用那条总线。

2）、Cortex-CM3的存储器系统支持“位带”操作。

3）、Cortex-CM3存储器系统支持非对齐访问和互斥访问。

4）、Cortex-CM3的存储器系统支持both大端配置和小端配置。

发表于 2024-3-31 16:50

二、存储器映射

1、Cortex-CM3只有一个单一固定的存储器映射。这极大方便了软件在各种Cortex-CM3单片机间的移植。

2、存储器的一些位置用于调试组件等私有外设，这个地址被称为“私有外设区”。私有外设区的组件包括：

1）、闪存地址重载及断点单元（FPB）。

2）、数据观察点单元（DWT）。

3）、指令跟踪宏单元（ITM）。

4）、嵌入式跟踪宏单元（ETM）。

5）、跟踪端口接口单元（TPIU）。

6）、ROM表。

发表于 2024-3-31 16:50

3、Cortex-CM3的地址空间是4GB，程序可以在代码区，内部SRAM区以及RAM区执行。4GB粗线条划分：

1）、内部SRAM区的大小是512MB，用于让芯片制造商连接片上的SRAM，这个区通过系统总线来访问。在此区的下部，有一个1MB的位带区，该位带区还有一个对应的

32MB的“位带别名区”，容纳了8M个“位变量”。位带区对应的是最低的1MB地址范围，而位带别名区里面的每个字对应位带区的一个比特。位带操作只适用于数据访问，

不适用与取指操作。

2）、地址空间另一个512范围由片上外设（的寄存器）使用。这个区也有一条32MB的位带别名，以便于快捷的访问外设寄存器。

3）、还有两个1GB的范围，分别用于连接外部RAM和外部设备，它们之间没有位带。两者的区别在于外部RAM区允许执行指令，而外设设备区则不允许。

4）、最后剩下0.5GB的地带是Cortex-CM3内核所在区域，包括系统级组件，内部私有外部总线S，外部私有外部总线S，以及由提供者定义的系统外设。

5）、私有外部总线有两条

I、AHB外设总线，只用于Cortex-CM3内部的AHB设备，它们是：NVIC,FPB，DWT和ITM。

II、APB外设总线，即用于Cortex-CM3内部的APB设备，也用于外部设备

6）、NVIC所处的区域叫做“系统控制空间（SCS）”在SCS里面还有SysTick、MPU以及代码调试控制所用的寄存器：

[应用相关] 指令集及cortex——m3的存储系统

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